新唐N76E003AT20和MS51FB9AE内部带隙电压Band-Gap voltage读取

1万 · 2025-2-17 19:59

概要
在实际项目中测试时，3个产品中发现有1个在获取芯片vdd时数值疯狂跳动，以为是芯片或者是电路(电源)不稳定的原因。为了进一步验证问题实际原因，通过获取其他通道值时，可以获得稳定的采样值，推断电路是稳定没有问题的，就是获取带隙电压处理程序的问题。后面根据网上资料查找，得知此芯片根据不同的情况，实际带隙电压值获取方法有区别，从而找到了一个稳定的方法来获取带隙电压，可以准确获得vdd。
新唐N76E003AT20和MS51FB9AE芯片，内部带隙电压(band-gap voltage)为1.22V，两个型号芯片是通用的，可以参考后面的方式稳定读取带隙电压，从而推断出芯片供电电压VDD。（目前已实测MS51FB9AE）
此贴中均为MS51FB9AE资料和代码，N76E003AT20兼容MS51FB9AE，基本可以不修改代码直接移植测试。

内部ADC结构

Band-Gap说明

测试代码
void get_bandGap_voltage(void)用于获取芯片内部UID校准过后的实际带隙电压值，在获取芯片实际的带隙电压后，读取ADC的带隙电压通道采样值。

根据公式：
bandGapVoltage / vdd = adcVal / 4096

得到最终转换公式：
vdd = 0x1000 / adcVal * bandGapVoltage

可以计算出实际的vdd供电电压(单位：mV)。

double bandGapVoltage;
uint16_t u16vdd;

void get_bandGap_voltage(void)
{
uint16_t bandGapValue;
uint8_t bandGapHigh, bandGapLow, BandgapMark;

set_CHPCON_IAPEN;
IAPCN = READ_UID;
IAPAL = 0x0D;
IAPAH = 0x00;
set_IAPTRG_IAPGO;
bandGapLow = IAPFD;
BandgapMark = bandGapLow & 0xF0;

switch (BandgapMark)
{
      case 0x00:
         bandGapLow = bandGapLow & 0x0F;
         IAPAL = 0x0C;
         IAPAH = 0x00;
         set_IAPTRG_IAPGO;
         bandGapHigh = IAPFD;
         bandGapValue = (((uint16_t )bandGapHigh) << 4) + bandGapLow;
         bandGapVoltage = (bandGapValue * 3) / 4;
         break;

      case 0x80:
         bandGapLow = bandGapLow & 0x0F;
         IAPAL = 0x0C;
         IAPAH = 0x00;
         set_IAPTRG_IAPGO;
         bandGapHigh = IAPFD;
         bandGapValue = (((uint16_t )bandGapHigh) << 4) + bandGapLow;
         bandGapVoltage = ((bandGapValue * 3) / 4) - 33;
         break;

      case 0x90:
         IAPAL = 0x0E;
         IAPAH = 0x00;
         set_IAPTRG_IAPGO;
         bandGapHigh = IAPFD;
         IAPAL = 0x0F;
         IAPAH = 0x00;
         set_IAPTRG_IAPGO;
         bandGapLow = IAPFD;
         bandGapLow = bandGapLow & 0x0F;
         bandGapValue = (((uint16_t )bandGapHigh) << 4) + bandGapLow;
         bandGapVoltage = (bandGapValue * 3) / 4;
         break;

      default:
         break;
}

clr_CHPCON_IAPEN;
}

void get_device_vdd(void)
{
uint16_t adcVal, tempBuf[5],
uint8_t i = 0;

Enable_ADC_BandGap;

// CKDIV = 0x02;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
      clr_ADCCON0_ADCF;
      set_ADCCON0_ADCS;
      while (!ADCF)
         ;
      tempBuf = (ADCRH << 4) + ADCRL;;
}
// CKDIV = 0x00;

adcVal = (tempBuf[2] + tempBuf[3] + tempBuf[4]) / 3;

/* Calculate vdd value. */
u16vdd = (uint16_t)((0x1000 / adcVal) * bandGapVoltage);
}

void main(void)
{
get_bandGap_voltage_value();

while(1);
{
      get_device_vdd();
}
}
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