CS1237/CS1238 系列问题集

1.问： CS1237/CS1238 主要适用领域有哪些？

答：CS1237/CS1238 是针对桥式传感器的低成本解决方案。一般应用于称重测量、压力测量等细分领域。如下图所示：

2.问：除了桥式传感器,CS1237/CS1238 还适用于其它应用领域吗？

答： 取决于AINP/AINN 端口的差分信号范围以及共模电压范围是否满足Datasheet 的要求。如下图所示：

3.问:CS1237/CS1238 是否有单次转换模式？
答：否。CS1237/CS1238 只有连续转换模式。

4.问:CS1237/CS1238是否可以单端输入模式（AINN 接地）？答：如问题2 所述，输入信号需要满足共模与差模范围，一般情况下不建议单端输入的应用使用该系列产品。当PGA=64/128 时，不允许AINP 或AINN 直接接地，否则测量信号异常；当PGA=1/2 时，由于Buffer 开启的缘故，单端输入阻抗不宜太大（建议前端电路的输出阻抗几十欧姆以下），否则会影响线性。

5.问:CS1237/CS1238 的工作电压范围是多少？为什么数据手册里面描述4.55.5V、3.0V3.6V 的？
答： 1、工作电压范围是2.7V~5.5V。

2、数据手册描述的是两个典型电压值（5V/3.3V）的工作电流，并不是只能工作在这两个电压区间。

6.问： CS1237/CS1238 上电默认配置是什么？
答： 上电默认配置是PGA=128、DataRate=10Hz。

7.问：CS1237/CS1238 的外置参考电压是否可以高于VDD？
答：不可以。外置参考电压需满足条件：REFIN=1.5V~VDD。举例：桥式传感器的应用不允许传感器激励源以及参考输入使用5.0V，而VDD 使用3.3V。

8.问：CS1237/CS1238 的REFIN 和REFOUT引脚分别表示什么意思？
答：REFIN 表示ADC 基准源输入；REFOUT 表示电压激励源输出，常用于桥式传感器的激励源，输出电压值为VDD。如下图所示：

9.问：在桥式传感器应用里，为什么 REFIN 与REFOUT连在一起？
答：使用传感器的激励源作为ADC 的参考源，（桥式传感器应用）可以有效抑制漂移，降低系统对参考源的要求。其中REFIN 为参考源输入，REFOUT 为传感器激励源。对于一般应用，两者通常连在一起，可以通过REFOUT 引脚控制激励源的开启/关闭。如果系统使用外部激励源/参考源，则悬空REFOUT 引脚即可，因此并不规定REFIN 引脚必须与REFOUT 引脚连在一起。

10. 问：CS1237/CS1238 是否内置参考电压源？
    答： 否。CS1237/CS1238 的REFOUT 引脚输出的激励信号为VDD，起到控制激励源的作用。如有必要可以进入休眠模式，关闭激励源节省桥式传感器功耗。如下图所示：
    

11.问：实际应用中，多个称重传感器应该怎么与 ADC 连接？
答：如果传感器是测量同一物体（例如：厨房垃圾处理器），一般建议使用并联的方式。则相同类型的信号线连接在一起。对于传感器的要求是产品规格尽量一致，尤其是灵敏度需要一致，否则会导致偏载问题。如果使用REFOUT 引脚输出VS，需要注意传感器的激励电流是否在合理范围内。

举例：

如果系统不是测量同一个物体，则传感器单独连接不同的模拟通道或不同的ADC。

12.问：为什么 REFOUT引脚输出的电压值小于VDD 引脚的电压值？REFOUT 引脚最大输出电流大约多少mA？
答： 1、因为激励源控制电路存在Ron（典型值10ohm），当电路接上传感器时，激励电流经过Ron 会产生压降，这是正常现象。

2、REFOUT 引脚最大输出电流约为20mA。假如多个小阻值传感器（例如350ohm）并联使用，建议使用外部激励源，以免造成激励源电压下降严重。大阻值传感器（例如1200ohm）并联使用则影响不大。

13.问：如果使用外部激励源作为参考，不使用 REFOUT输出作为参考，电路如何实现？
答：悬空REFOUT 引脚即可。但需要注意参考电压不能高于VDD。对于桥式传感器，低成本应用可以使用VDD 作为激励源。如下图所示：

14.问：CS1237/CS1238 是否可以使用开关电源进行供电？

答：可以，但不建议直接使用开关电源供电。最好经过电源滤波，然后次级电源使用线性电源电路给ADC 供电。

15.问：CS1237/CS1238的通信接口是标准SPI 端口吗？

答：不是的。CS1237/CS1238 是Chipsea 自定义的双向通信接口。需要主控使用GPIO 模拟时序。

16.问：CS1237/CS1238 是否可以与主控使用不同的电压供电？

答： 可以。但需要注意通信的GPIO 电平是否符合要求。举例：CS123x 使用5.0V 供电，MCU使用3.3V 供电。由于VIH 最小值为0.7*5.0V=3.5V，因此MCU 的SCLK 高电平必须>3.5V 才能使ADC 有效识别。可以使用电平转换电路实现IO 电平匹配。

17.问：CS1237/CS1238的模拟输入如果处于悬空状态，AD 值乱跳是否正常？
答： 这是正常现象。因为CS1237/CS1238 的模拟输入处于不确定状态，因此AD 值会乱跳。

18.问：CS1237/CS1238切换通道时，需要像其它sigma-delta ADC丢掉前几笔数据吗？
答： CS1237/CS1238 切换通道时会自行丢掉无效数据，无需用户额外处理。如下图所示：

19.问：CS1237/CS1238 的读写操作需要注意什么事情？
答： 1、主控上电后默认设置：SCL 输出低电平，SDA 输入开上拉。

2、通信时序SCL 高电平需要<100μs，否则会误触发进入休眠模式，一般建议SCL=2μs~15μs。

3、完整时序为46 个clocks。

举例：读取AD 值操作，发送24 个CLK 读取AD 值，然后发送22 个空CLK。如果采用上电默认配置，也可以发送24 个CLK+3 个空CLK（非完整时序），简化读取AD 值操作。

4、在New Data Update 期间（t8），读写ADC 操作无效，且时序复位。因此避免在t8 期间读取AD 值，以免时序混乱。

5、读取AD 值（包括读写寄存器），建议使用外部下降沿中断判断New Data Ready，如果中断有效则标志位使能，然后根据标志位读取AD 值。如果不是在中断函数里操作读写时序，则读写操作前需要关闭相应的外部中断，读写操作完毕后再开启中断。

6、如果使用查询的方法（每隔一段时间判断SDA 是否为低电平），需要缩短查询间隔（例如1ms~5ms），避免读取数据期间New Data Update 导致时序错乱，表现为AD 值每隔一段时间乱跳。

7、CS1237/CS1238 配置命令的长度为7bits，因此写配置命令（0x65）/读配置命令（0x56）的bit7无效，发送数据时发送bit6~bit0。

20.问：为什么 AD 值每隔一段时间会跳动一下又恢复正常？
答： 因为CS1237/CS1238 在New Data Update 期间会更新AD 值，且时序复位。如果读取AD 期间遇到New Data Update 就会导致时序错乱，表现为AD 码值错乱。

举例：如下图所示，虽然每次读取AD 值前都判断SDA 是否为低电平，但如果没有时序对齐的话，就会可能出现读取期间遇到New Data Update 的状况。

读取AD 值（包括读写寄存器），建议使用外部下降沿中断判断New Data Ready，如果中断有效则标志位使能，然后根据标志位读取AD 值。外部中断起到时序对齐的作用。

如果不是在中断函数里操作读写时序，则读写操作前需要关闭相应的外部中断，读写操作完毕后再开启中断。如果使用定时查询的方法（每隔一段时间判断SDA 是否为低电平），需要缩短查询间隔（例如1ms~5ms）。DR=640Hz/1280Hz 则不建议使用查询判断，以免定时中断频繁产生。

21.问：为什么 CS1237/CS1238 的实际测量值与理论计算不一致？
答：影响ADC 的测量误差有很多因素，需要逐一排查。首先确保读取AD 值的时序是正确的。需要排查的因素有以下几方面：传感器输出阻抗、模拟滤波回路、电源基准的初始误差，ADC 的增益误差与零点误差，等等。对于称重应用，由于传感器的误差较大、一致性较差，通常需要进行系统标定。

22.问：为什么称重传感器接大地，且系统使用开关电源供电时，AD 值会乱跳？
答：因为使用开关电源供电会产生大量电源噪声，通过激励源干扰传感器应变片，从而导致模拟输入信号叠加噪声，从而影响AD 值。虽然应变片与弹性体是绝缘的，但仅限于直流或低频交流绝缘，一些传感器无法有效绝缘开关噪声。当传感器弹性体接大地时，会导致大地产生交流回路。举例：优化电源滤波电路，减少开关噪声的影响；缩窄模拟滤波的输入带宽，例如增大RC 常数。

23.问：CS1237/CS1238 进行Layout 时需要注意什么问题？
答： Layout 时尽量避免数字回路干扰模拟回路，尤其是模拟输入电路。模拟输入为差分回路，滤波电路尽量靠近AIN 端口，差分回路面积尽量减小。如果条件允许，ADC 回路与MCU 回路采用单点接地的方案。

补充说明：所谓单点接地并不是物理意义的一点接地，而是指电路拓扑互不相交的意思。

24.问：如何排查 CS1237/CS1238 异常问题？
答： 首先确认处于量产阶段，还是开发阶段。如果是量产产品，则着重检查芯片是否损坏。简单的方法包括：观察AD 值是否跳动幅度大；测量工作电流/休眠电流，看是否明显异常；测量芯片的二极管特性（GND-IO、IO-VDD、GND-VDD、VDD-GND）是否异常；输入额定信号，测量值是否与理论值接近；等等。

如果处于开发阶段，则着重检查以下几方面：

1、检查硬件设计是否有误；

2、检查模拟输入、基准源输入是否满足数据手册要求；

3、检查ADC 与MCU 通信IO 电平是否一致；

4、检查通讯时序是否异常。

具体现象可以参考上述各问题的描述。