【复旦微FM33LG0系列开发板测评】OPA功能简析

wangpeng

【复旦微FM33LG0系列开发板测评】OPA功能简析

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1. 芯片功能

FM33LG0的主要特性包括，宽电压范围1.65~5.5V，最高主频64Mhz，64/128/256KB Flash，16/32/32KB RAM，12bit 2Msps SAR-ADC和12bit 1Msps DAC，最大支持4COM×44SEG / 6COM×42SEG / 8COM×40SEG，ES支持ECB/CBC/CTR/GCM/GMAC模式，功能逻辑框图如下。

低功耗下可以由电池供电，供电回路也比较简单，最大端口电压可以6.5V，比较厉害的，可以和瑞萨的比一下了。标准运行下大致工作电流6.16mA，低功耗以uA计算，

当芯片从 Flash 启动时，FM33LG048 的地址空间分配如下图（256KB Flash，32KB RAM）存储空间分配

在芯片的PMU管理，基准电压等，都提供了高精度高水平的芯片技术，CPU 内核为 Cortex-M0+，符合 ARMv6-M 架构和编程模型；

2. OPA功能介绍

当采用功放功能的时候，CMRR 共模抑制比66~70dB。FM33LG0集成1个运算放大器，可用于放大微弱输入信号，或用于弱驱动信号阻抗匹配。

典型GBW 2MHz ；典型功耗150uA（正常模式），2uA（低功耗模式）； 最大驱动电流500uA； 支持standalone模式、buffer模式、PGA模式（x2, x4, x8, x16） ； OPA输出可连接ADC。

OPA输入有4个通道，OPA输出连接到4个GPIO上，其中OPA1_OUT1不经过模拟开关，以优化输出阻抗；其他3个输出通 路经过模拟开关，默认关闭。

根据寄存器配置选择AMUX不同通路，可以实现不同的闭环应用，比如buffer、PGA（内置反馈电阻）、 独立运放。输出可以从IO引出，或接给ADC，也可以产生数字信号或中断输出。

其中standalone模式下，输出通过外置的Rf来配置运放的倍数，   

Buffer模式下OPA可用于为ADC输入提供阻抗调整，当输入信号频率与OPA的GBW相适应时，配置 为buffer模式的OPA可以增强ADC输入信号的驱动能力。

软件配置方法：  配置OPAxCR.VPSEL和VNSEL选择输入IO ; 配置OPAxCR.OPAxMOD为11，即buffer模式 ;使能OPAx。

在PGA模式下可以通过DAC在OPA正端施加一个直流偏置，可以来自DAC也可以来自外部电压源，

3. 范例代码分析

范例代码使用PGA模式如下，主程序为main.C

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     MF_Clock_Init();
   
4.     MF_SystemClock_Config();
   
5.     FL_Init();
   
6.     MF_Config_Init();
   
7.     UserInit();
   
8.     Test_OPA1PGA();
   
9.     while(1)
   
10.     {
    
11.         //        LED0_TOG();
    
12.         //        FL_DelayMs(1000);
    
13.     }
    
14. }

复制代码

具体函数已经封装起来，先配置，然后使能就启动该功能了

1. void Test_OPA1PGA(void)
   
2. {
   
3.     //OPA_PGA_NOINVERT_Init();
   
4.     OPA_PGA_INVERT_Init();
   
5.     FL_OPA_Enable(OPA);
   
6. }

复制代码

初始化的过程就是选择GPIO方向，然后设置OPA的功能和配置，代码如下

1. void OPA_PGA_INVERT_Init(void)
   
2. {
   
3.     FL_GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStruct;
   
4.     FL_OPA_InitTypeDef     OPA1_InitStruct;
   
5.     //OPA1正端输入，INP1
   
6.     GPIO_InitStruct.pin         = FL_GPIO_PIN_11;
   
7.     GPIO_InitStruct.mode        = FL_GPIO_MODE_ANALOG;
   
8.     GPIO_InitStruct.outputType  = FL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
   
9.     GPIO_InitStruct.pull        = FL_DISABLE;
   
10.     GPIO_InitStruct.remapPin    = FL_DISABLE;
    
11.     FL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    
12.     //OPA1负端输入，INN2
    
13.     GPIO_InitStruct.pin         = FL_GPIO_PIN_6;
    
14.     GPIO_InitStruct.mode        = FL_GPIO_MODE_ANALOG;
    
15.     GPIO_InitStruct.outputType  = FL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
    
16.     GPIO_InitStruct.pull        = FL_DISABLE;
    
17.     GPIO_InitStruct.remapPin    = FL_DISABLE;
    
18.     FL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
19.     //OPA1输出，OUT
    
20.     GPIO_InitStruct.pin         = FL_GPIO_PIN_12;
    
21.     GPIO_InitStruct.mode        = FL_GPIO_MODE_ANALOG;
    
22.     GPIO_InitStruct.outputType  = FL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
    
23.     GPIO_InitStruct.pull        = FL_DISABLE;
    
24.     GPIO_InitStruct.remapPin    = FL_DISABLE;
    
25.     FL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    
26.     //OPA1配置
    
27.     OPA1_InitStruct.INP              = FL_OPA_INP_SOURCE_INP1;
    
28.     OPA1_InitStruct.INN              = FL_OPA_INN_SOURCE_INN2;   //只有INN2通道支持反相PGA模式
    
29.     OPA1_InitStruct.mode             = FL_OPA_MODE_PGA;
    
30.     OPA1_InitStruct.negtiveToPin     = FL_DISABLE;
    
31.     OPA1_InitStruct.gain             = FL_OPA_GAIN_INVERT_X7;
    
32.     OPA1_InitStruct.lowPowermode     = FL_DISABLE;
    
33.     OPA1_InitStruct.PGAModeSelect    = FL_OPA_PGA_MODE_FB_TO_NEGATIVE;
    
34.     FL_OPA_Init(OPA, &OPA1_InitStruct);
    
35. 
    
36. }

复制代码

4. 试验和验证

直接启动工程，

编译后下载到开发板，就可以显示输入和输出的方大功能了。