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Tic10024介绍

news 来源：原创 2025/5/31 1:38:51

1 驱动代码

tic10024.rar

2 功能描述

2.1 设备初始化

当设备首次通电时，这种情况称为上电复位（POR），它将寄存器设置为其默认值并初始化设备状态机。初始化过程完成后，INT引脚被拉低以通知微控制器，INT_STAT寄存器中的POR位被置为逻辑1。SPI输出（SO）上的SPI标志位POR也被置为逻辑1。在设备初始化期间，工厂设置会被编程到设备中，以确保设备运行准确。设备在编程后会进行自检，以确保正确设置已加载。如果自检返回错误，INT_STAT寄存器中的CHK_FAIL位将与POR位一起被置为逻辑1。如果发生此事件，建议微控制器启动软件复位，以重新初始化设备，允许正确设置再次编程。

2.2 设备触发

设备初始化完成后，TIC10024-Q1即可进行配置。微控制器通过SPI命令将所需的设置写入配置寄存器。完成设备配置后，微控制器需要将配置寄存器中的位触发器设置为逻辑1，以激活湿流并启动外部开关监控。一旦开关监控开始，配置寄存器将变为只读状态（除了配置寄存器中的触发位、CRC_T和复位位以及CCP_CFG1寄存器中的所有位）。如果需要重新配置设备设置，微控制器首先需将配置寄存器中的位触发器设置为逻辑0，以停止湿流和开关监控。之后，微控制器可以将配置寄存器设置为所需的值。重新配置完成后，微控制器可以将位触发器重新设置为逻辑1，以重新启动开关监控。

2.3 设备重置

硬件复位

微控制器可以通过切换复位引脚来执行设备的硬件复位。复位引脚内部由电阻（典型值为1.25MΩ）下拉，必须保持低电平以保证正常运行。当复位引脚被切换到高电平时，设备进入复位状态，大部分内部模块关闭，消耗的电流非常少。复位状态下，开关监控和SPI通信停止，所有寄存器内容被清零。当复位引脚再次切换回低电平时，所有寄存器恢复到默认值，设备状态机重新初始化，类似于POR事件。复位过程完成后，INT引脚被置为低电平，中断寄存器位POR和SPI状态标志POR均被置位，通知微控制器设备已完成复位过程。请注意，为了成功复位设备，复位引脚需要保持高电平至少tRESET时间。引脚必须以稳定的输入驱动（逻辑低电平需低于VRESET_L或逻辑高电平需高于VRESET_H），以防设备意外复位。

软件复位

除了硬件复位外，微控制器还可以发出SPI命令以启动软件复位。软件复位通过将配置寄存器中的复位位设置为逻辑1来触发，这会将设备的所有寄存器重置为其默认值。一旦重新初始化过程完成，INT引脚被拉低，中断寄存器位POR和SPI状态标志POR均被置位，以通知微控制器设备已完成复位过程。

2.4 输入配置

输入电流源选择

在24个输入端中，IN10至IN23仅用于监控接地开关，并连接到电流源。通过配置CS_SELECT寄存器，IN0至IN9可以编程为监控接地开关或电池连接的开关。POR后，IN0至IN9的默认设置为监控接地开关（此时选择电流源）。若要将某个输入设置为监控电池连接的开关，请将对应的位设置为逻辑1。

输入启用选择

TIC10024-Q1可以监控多达24个输入的开关状态，但在某些情况下，并非所有输入都需要持续监控。微控制器可以通过配置IN_EN寄存器来选择启用或禁用某些输入的监控。将相应的位设置为逻辑0 ，并停止对输入的开关状态监控。禁用未使用的输入可以减少设备的整体功耗。设备复位时，默认情况下所有输入均被禁用。

阈值调整

中断生成的阈值水平可以通过设置THRES_COMP寄存器来编程。每个输入组可以分别设置阈值水平，每个组包含4个输入。有四个可用的阈值水平：2V、2.7 V、3V和4V。请注意，在设置连接到电池外部的开关的阈值时要谨慎，因为电流吸收器之间存在有限的电压降（对于10 mA和15 mA设置，最高可达VCSI_DROP_OPEN）。因此，即使对于断开的开关，INx引脚上的电压也可能高达VCSI_DROP_OPEN，检测阈值应配置在此之上。还应注意，较低的湿润电流吸收器设置可能不足以在外部开关漏电的情况下将INx引脚电压拉近地电位，如下图所示（见图8-3)。在这个例子中，尽管外部开关处于断开状态，但其泄漏电流较大，可以建模为5kΩ的等效电阻（RDIRT）。2 mA电流吸收器只能将INx引脚电压降至4V，即使开关处于断开状态。

湿电流配置

有6种不同的湿润电流设置（0 mA、1 mA、2 mA、5 mA、10 mA和15 mA），可以通过配置WC_CFG0和WC_CFG1寄存器来编程。设备复位时，默认选择0 mA。当VS电压较低时，湿润电流的准确性更依赖于VS电压。VS电压越低，湿润电流与标称值的偏差越大。

2.5 中断生成和INT断言

INT引脚是一个低电平有效、开漏输出，当TIC10024-Q1检测到事件（如开关输入状态变化、温度警告、过压关机等）时，该引脚会断言低电平。INT引脚需要连接一个外部上拉电阻至VDD（参见图8-4)。INT引脚也可以直接连接到12V汽车电池，以支持微控制器的唤醒功能。

2.6 温度监测器

当多个开关输入闭合且高湿电流设置启用时，设备可能会耗散大量功率并导致温度升高。TIC10024-Q1集成了温度监测和保护电路，可将设备置于低功耗模式，防止因过热而损坏。设备中集成了两种温度保护机制：温度警告（TW）和温度关机（TSD）。触发温度和迟滞时间在下面的表8-2中规定。

2.7 奇偶校验和奇偶生成

TIC10024-Q1通过奇偶校验位检查确保与SPI控制器的数据传输无误。该设备采用奇偶校验，即奇校验，其中奇校验位设置为使传输数据（包括奇校验位）中1的总数为奇数（即Bit0⊕Bit1⊕…⊕Bit30⊕Bit31⊕奇校验= 1)。此外，设备在从SPI控制器的SI线接收数据后也会进行奇校验。如果接收到的数据（包括奇校验位）中1的总数为偶数，则丢弃该数据。此时，INT信号将被置为低电平，中断寄存器（INT_STAT）中的PRTY_FAIL位将被设置为逻辑1，以通知主机传输错误。在SPI通信过程中，PRTY_FAIL标志也会被置为高电平。

2.8 循环冗余校验（CRC）

TIC10024-Q1包含一个CRC模块，用于支持配置寄存器的冗余检查，以确保数据的完整性。CRC计算基于ITU-T X.25实施标准，所使用的CRC多项式（0x1021）通常被称为CRC-CCITT-16，这是因为它最初由ITU-T（前身为CCITT)委员会提出。CRC计算规则在表8-3中定义。

2.9 功能模式

TIC10024-Q1具有两种工作模式：连续模式和轮询模式。

连续模式

在连续模式下，湿电流持续施加到每个启用的输入通道，每个通道的状态依次采样（从IN0到IN23)。TIC10024-Q1监控启用的输入，并在检测到开关状态变化事件时发出中断（如果启用）。每个输入的湿流设置可以通过将WC_CFG0和WC_CFG1配置为0 mA、1 mA、2 mA、5 mA、10 mA或15 mA来单独调整。

下图展示了连续模式下检测序列的时序图。触发位在寄存器CONFIG中设置为逻辑1后，需要tSTARTUP时间激活所有启用输入的湿流。湿流持续不断，每个输入依次被路由到比较器进行采样。完成一个输入的检测后，开关状态（低于或高于检测阈值）会被存储在寄存器（IN_STAT_COMP）中，作为后续检测周期的默认状态。第一个轮询周期结束后，INT引脚被拉低以通知微控制器，默认开关状态已准备好读取。INT_STAT寄存器中的SSC位和SPI状态标志SSC也被置为逻辑1。轮询周期时间（tPOLL）决定了每个输入被采样的频率，可以在寄存器CONFIG中配置。

如果向寄存器发出SPI读取命令，INT_STAT寄存器将被清空，INT引脚也将断言解除。请注意，中断总是在首次检测周期后生成（即在寄存器配置中的触发位设置为逻辑1之后）。在后续的检测周期中，只有当检测到开关状态变化时才会生成中断。虽然没有湿电流施加到0mA配置的输入端，但可能仍有一些偏置电流（由IIN_LEAK_0mA指定）流入或流出输入端。对于输入端，仍然使用定义的阈值(s)进行阈值跨越监测。0 mA设置有助于利用集成比较器测量特定输入上的施加电压，而不受器件湿电流的影响。

轮询模式

轮询模式可以激活，以减少点火关闭状态下的电流消耗，从而节省电池电量。与连续模式不同，在轮询模式下，电流源不会持续开启。相反，它们会依次从IN0到IN23开启和关闭，并循环通过每个单独的输入通道。微控制器可以进入休眠状态，以降低整个系统的功耗。如果TIC10024-Q1检测到开关状态变化（SSC），则INT引脚（如果输入通道已启用）会被拉低（并且INT_STAT寄存器中的SSC位和SPI状态标志SSC也会被置为逻辑1）。INT引脚的拉低可用于唤醒系统调节器，进而唤醒微控制器。随后，微控制器可以使用SPI通信读取开关状态信息。当配置寄存器中的触发位设置为逻辑1时，轮询模式会被激活。

在轮询模式下，湿流被施加到每个输入端，持续时间由配置寄存器中的POLL_ACT_TIME位设定，范围在64 μs到2048 μs之间。湿流施加结束后，比较器会对输入电压进行采样。每个输入依次从IN0到IN23循环。采样的频率范围为2 ms到4096 ms，由配置寄存器中的POLL_TIME位设定。湿流仅在轮询有效时间内施加到闭合的开关上；因此，整个系统的电流消耗可以大幅减少。

类似于连续模式，在第一个轮询周期之后，每个输入（低于或高于检测阈值）的开关状态会被存储在寄存器（IN_STAT_COMP）中，作为后续轮询周期的默认状态。INT引脚被拉低以通知微控制器，默认开关状态已准备好读取。INT_STAT寄存器中的SSC位和SPI状态标志SSC也被置为逻辑1。如果向寄存器发出SPI读取命令，INT_STAT寄存器将被清空且INT引脚断言。请注意，中断总是在第一个轮询周期后生成（在寄存器配置中的触发位设置为逻辑1后）。在后续的轮询周期中，只有当检测到开关状态变化时才会生成中断。轮询模式的时序图如下。

如果在两次主动轮询之间开关位置发生变化，则不会生成中断，状态寄存器（IN_STAT_COMP）也不会反映这种变化。下图给出了一个示例。

3 编程

SPI接口通信由4个引脚组成：CS、SCLK、SI和SO。该接口可以工作在高达4 MHz的SCLK频率下。

3.1 SPI时序

读操作

需要将SI总线上的读/写位（第31位）设置为逻辑0以执行读操作。接下来是待访问寄存器的6位地址。从第24位到第1位的内容不是有效的读操作命令，将被忽略。LSB（第0位）是用于检测通信错误的奇偶校验位。

在SO总线上，状态标志将由TIC10024-Q1输出，随后是请求的寄存器中的数据内容。LSB是用于检测通信错误的奇偶校验位。请注意，除了常规功能寄存器外，TIC10024-Q1中还使用了多个测试模式寄存器，向这些测试寄存器发出读命令会返回寄存器内容。如果向无效的寄存器地址发出读命令，TIC10024-Q1将返回全0。

写操作

需要将SI总线上的读/写位（第31位）设置为1以执行写操作。接下来是待访问寄存器的6位地址。请注意，该寄存器必须是一个可写的配置寄存器，否则命令将被忽略。第24位到第1位的内容表示要写入寄存器的数据。LSB（第0位）是用于检测通信错误的奇偶校验位。

在SO总线上，状态标志将由TIC10024-Q1输出，随后是写入寄存器的前一个数据内容。寄存器的前一个内容在SI命令中完整寄存器地址解码后（第25位传输后）被锁存。如果SI写入是一个有效的命令（有效的寄存器地址且没有SPI/奇偶校验错误），新数据将在SPI事务结束时替换前一个数据内容。如果写入命令无效，新数据将被忽略，寄存器内容将保持不变。LSB是用于检测通信错误的奇偶校验位。

请注意，除了常规功能寄存器外，TIC10024-Q1还使用了多个测试模式寄存器。向这些测试寄存器写入命令不会影响寄存器内容，尽管寄存器内容会在SO输出中返回。如果向无效的寄存器地址发出写入命令，SO输出将返回全0。

状态标志

在每次读取或写入SPI事务期间，状态标志由SO输出以指示系统条件。这些位不属于实际寄存器，但其内容会从中断寄存器INT_STAT中镜像。对INT_STAT执行的读取命令会清除寄存器内的两个位以及状态标志。下表描述了可以从每个SPI状态标志获取的信息。

SYMBOL	NAME	DESCRIPTION
POR	Power-on Reset	此标志反映了中断寄存器INT_STAT中的POR位，如果设置为1，则表示已发生复位事件。在成功进行上电复位、硬件复位或软件复位后，该位被激活。
SPI_FAIL	SPI Error	此标志位反映了中断寄存器INT_STAT中的SPI_FAIL位，当设置为1时，表示（SI）事务中的最后一个SPI响应器无效。要编程一个完整的字，必须向设备输入32位信息。SPI逻辑会计算进入IC的位数，并且只有当恰好有32位被时钟输入时才会启用数据锁存。如果字长超过或未达到所需大小，中断寄存器INT_STAT中的SPI_FAIL位将被设置为1，该位反映其值到此SPI_FAIL状态标志，INT引脚将被拉低。接收到的数据将被视为无效。一旦读取INT_STAT寄存器，其内容将在CS上升沿清除。SPI_FAIL状态标志，反映INT_STAT寄存器中的SPI_FAIL位，也将被取消断言。请注意，如果SCLK不存在，则SPI_FAIL位不会被标记。
PRTY_FAIL	Parity Fail	此标志位反映了中断寄存器INT_STAT中的PRTY_FAIL位，当设置为1时，表示最后一个SPI响应器在（SI）事务中存在奇偶校验错误。设备使用奇校验。如果接收到的数据（包括奇偶校验位）中的1的总数是偶数，则丢弃接收到的数据。INT将被拉低，中断寄存器（INT_STAT）中的PRTY_FAIL位被标记为逻辑1，同时反映INT_STAT寄存器中PRTY_FAIL位的PRTY_FAIL状态标志也被设置为1。一旦读取INT_STAT寄存器，其内容将在CS上升沿被清除。反映INT_STAT寄存器中PRTY_FAIL位的PRTY_FAIL状态标志也将被取消拉低。
SSC	Switch State Change	此标志位反映了中断寄存器INT_STAT中的SSC位，当设置为1时，表示一个或多个开关输入超过了阈值。为了确定状态变化的来源，微控制器可以读取寄存器IN_STAT_COMP的内容。一旦读取了中断寄存器（INT_STAT），其内容将在CS上升沿被清除。反映INT_STAT寄存器中SSC位的SSC状态标志位也将被取消。
RES	Reserved	此标志为保留标志，始终为逻辑0。
TEMP	Temperature Event	如果中断寄存器INT_STAT中的温度警告（TW）或温度关闭（TSD）位被标记为1，则该标志设置为1。这表示发生了TW事件或TSD事件。如果清除了TW事件或TSD事件，该标志也会被标记为1。需要读取中断寄存器INT_STAT以确定发生了哪种事件。SPI指挥器还可以读取IN_STAT_MISC寄存器来获取设备温度状态的信息。一旦读取了中断寄存器（INT_STAT），其内容将在CS上升沿被清除，TEMP状态标志也将被解除。
OI	Other Interrup	其他中断包括OV、UV、CRC_CALC和CHK_FAIL等。当上述任一位在中断寄存器INT_STAT中被标记时，该标志将被置为1。需要读取中断寄存器INT_STAT以确定发生了哪些事件。SPI指挥器还可以读取IN_STAT_MISC寄存器以获取设备最新状态的信息。一旦读取了INT_STAT寄存器，其内容将在CS上升沿被清除，同时OI状态标志也将被取消。