一、概述

        NXP 的 MC33772C 是一顆支持 3~6S BMS 的 AFE。它的通訊接口有隔離的菊花鏈和直連的 SPI 兩種接口。對於只有 3~6 串電池的電池包中，主控沒有必要採用菊花鏈級聯，只需要通過 SPI 接口與 MC33772C 通訊。下面就向大家介紹 MC33772C 的 SPI 通訊的硬體和軟體是怎樣實現的。

 

二、MC33772C 的 SPI 硬體

圖 1. MC33772C SPI 硬體設置

MC33772C 與 MCU 的 SPI 通訊的硬體設置如圖 1 所示。

• 給 MC33772C 的 VPWR 提供 5~30V 電源之後，VPRE 會輸出 5V。
• SPI_COM_EN（pin23）接個 10K 電阻到 VPRE，即設置 MC33772C 為 SPI 接口方式通訊。如果 SPI_COM_EN 接個 10K 電阻到 GND，則設置 MC33772C 為菊花鏈的通訊方式。
• SPI 接口定義為：SCLK -> SCLK/RDTX_IN-（pin33）

                MOSI -> SI/RDTX_IN+ （pin34）

                MISO -> SO （pin27）

                CS -> CSB （pin29）

• 根據 MCU 的 IO 電平，來給 VDDIO（pin28）提供電壓，可以是 3V 或者 5V。
• RDTX_OUT+（pin35）和 RDTX_OUT-（pin32）要與 GND 連接。

以上的 MC33772C 的管腳設置是 SPI 通訊方式的特殊處理，在這裡沒有提到的其它管腳電路和菊花鏈通訊方式的電路一致。

 

三、MC33772C 的 SPI 幀格式

        MC33772C 的 SPI 是一個標準的四線 SPI 接口。兩條數據線（SO/SI）遵循先入先出的原則，採用大端（MSB）的字節序。SCLK 時鐘空閒時為高電平， SI 在 SCLK 的下降沿採樣數據，SO 在 SCLK 的上升沿改變狀態，MCU 可以在 SCLK 的下降沿讀取 SO 線上的電平。

        MC33772C 的 SPI 通訊協議也是採用 TPL2 協議，但是與菊花鏈的 TPL2 通訊協議稍有不同。圖 2 和圖 3 顯示了 SPI 的 TPL2 協議的幀格式。TPL2 協議包含 5 種命令：NOP、Local Write、Global Write、Read Request、Read Respond。圖 3 顯示了 Read Request 命令的幀格式，圖 2 顯示了其它命令的幀格式。

圖 2. SPI 的 TPL2 協議（NOP/Write/Response）

 

圖 3. SPI 的 TPL2 協議（ Read Request）

下面對幀格式中的各種數據類型作解釋。

① CRC[7:0] ：CRC 校驗

② CMD[1:0]：00b=NOP 命令；

01b=Read 命令（如果 MS=0 表示 Read Request；MS=1 表示 Read Response）；

10b=Local Write 命令；

11b=Global Write 命令。

③ MSGCNT[3:0]：表示當前幀的計數，從 0 計數到 15，然後再重新計數。這個值只對 Response 幀有效。

④ DADD[5:0]：設備地址，是MC33772C 的Cluster ID。

⑤ RADD[6:0]：寄存器地址。

⑥ MS：0b 表示是 Request 幀，1b 表示是 Response 幀。

⑦ NUMREG[6:0]：Read 的寄存器個數。

⑧ DATA[15:0]：16-bit 數據。

 

四、總結

       在 3~6 串 BMS 系統中，MC33772C 可以直接通過 SPI 的方式與 MCU 通訊。其硬體設計比較簡單。其軟體還是 TPL2 幀協議，與菊花鏈的 TPL2 協議有所不同的是：SPI 幀中沒有MADD 和 CADD 兩種數據類型。SPI 幀相對來說更加簡單易行。如果想了解更多，可以在下方評論區留言，或者發郵件給我們：atu.sh@wpi-group.com。

五、參考資料

1. NXP MC33772 datasheet： ds633730-MC33772C Datasheet(3.0).pdf。