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概述
本文主要介绍12位可编程非接触式电位计（AS5600）的功能，包括芯片特性，编程要点，输入和输出方式。硬件设计要求等内容。
1. AS5600介绍
1.1 芯片介绍
AS5600是一款易于编程的磁性旋转位置传感器，具有高分辨率12位模拟或PWM输出。这种非接触式系统测量直径磁化轴上磁体的绝对角度。AS5600专为非接触式电位器应用而设计，其坚固的设计消除了任何均匀的外部杂散磁场的影响。工业标准的I²C接口支持非易失性参数的简单用户编程。
默认情况下，输出表示0到360度的范围。也可以通过编程零角度（开始位置）和最大角度（停止位置）来定义较小的输出范围。AS5600还配备了智能低功耗模式功能，可自动降低功耗。
输入引脚（DIR）根据旋转方向选择输出的极性。如果DIR接地，输出值顺时针旋转增加。如果DIR连接到VDD，输出值随逆时针旋转增大。
1.2 主要性能
| 优势 | 特性 |
| 最高的可靠性和耐久性 | 非接触式角度测量 |
| 简单的编程 | 简单的用户可编程的开始和停止位置在I²C接口 |
| 在角度偏移上有很大的灵活性 | 最大角度可编程从18°到360° |
| 高分辨率输出信号 | 12-bit DAC output resolution |
| 可选输出端口 | 模拟输出与VDD或pwm编码的数字输出的比率 |
| 低功耗 | 自动进入低功耗模式 |
| 简易安装 | 自动磁检测 |
| 小尺寸 | SOIC-8封装 |
| 强大的环境耐受性 | 宽工作温度范围：-40℃~ 125℃ |
1.3 芯片结构框图
1.4 芯片封装和引脚定义
1）芯片封装（SOIC-8 Pin-Out）
2）引脚定义
2 I2C操作AS5600
2.1 地址信息
有两个地址用于访问AS5600寄存器。首先是用于选择AS5600的从地址。所有I²C总线事务都包含一个从属地址。从地址AS5600是0x36（0110110二进制）第二个地址是在写事务中传输的第一个字节中发送的字地址。
字地址在AS5600上选择一个寄存器。字地址被加载到AS5600的地址指针中。在随后的读事务和写事务中的后续字节期间，地址指针提供所选寄存器的地址。
2.2 读数据时序
1) 无效数据
当从无效地址读取时，AS5600返回数据字节中的所有零。地址指针在每个字节之后递增。包括地址溢出在内的整个地址范围的顺序读取是可能的。
2） 有效数据
接收和处理第一个字节，就像在从属接收方模式中一样。然而，在这种模式下，方向位表示AS5600将驱动SDA上的数据。START和STOP条件被识别为总线事务的开始和结束。从地址字节是主服务器生成START条件后接收到的第一个字节。从地址字节包含7位AS5600地址。7位从地址后面跟着方向位（R/W），对于读，方向位是1（高）。在接收和解码从地址字节后，从设备驱动一个确认。
数据读取（从发送模式）
用地址指针重新加载读取数据（从发送模式）
3 主要寄存器介绍
操作寄存器的主要要点：
1. 要更改配置，请读出寄存器，只修改所需的位，然后写入新的配置。空白字段可能包含出厂设置。
2. 在上电期间，配置寄存器被重置为永久编程值。未编程位为零。
3.1 配置寄存器
CONF寄存器支持自定义AS5600。显示了CONF寄存器的映射。
3.2 输出寄存器
角度/原始角度寄存器：
RAW角度寄存器包含未缩放和未修改的角度。缩放后的输出值在ANGLE寄存器中可用。
注意点：
角度寄存器在360度范围的极限处有一个10 lsb的迟滞，以避免在一次旋转内的不连续点或输出切换。
3.3 状态寄存器
状态寄存器提供指示AS5600当前状态的位。
4 编程操作
对于不使用完整的0到360度角范围的应用程序，可以通过编程实际使用的范围来增强输出分辨率。在这种情况下，输出的全分辨率自动缩放到编程的角度范围。角度范围必须大于18度。
范围是通过编程一个开始位置（ZPOS）和一个停止位置（MPOS）或角度范围的大小（MANG）来指定的。BURN_ANGLE命令最多可以执行3次。
4.1 通过i2c接口进行角度编程
角度读出与I²C编程的应用图
step-1: 给AS5600上电
step-2: 将磁铁转到开始位置。
step-3: 读取RAW角度寄存器。将RAW角度值写入ZPOS寄存器。至少等待1ms。
step-4: 按照DIR引脚上的电平（GND为顺时针方向，VDD为逆时针方向）所定义的方向旋转磁铁至停止位置。旋转的量必须大于18度。
step-5: 读取RAW角度寄存器。将RAW角度值写入MPOS寄存器。至少等待1ms。
继续执行步骤6，对配置进行永久编程。
step-6: 执行BURN_ANGLE命令对设备进行永久编程。至少等待1ms
step-7: 验证BURN_ANGLE命令：将命令0x01、0x11和0x10依次写入寄存器0xFF以加载实际的
OTP内容。读取ZPOS和MPOS寄存器以验证BURN_ANGLE命令是否成功。
step-8: 在新的上电周期后再次读取并验证ZPOS和MPOS寄存器。
4.2 通过OUT引脚进行角度编程
使用如图所示的正确硬件配置。PGO引脚连接到GND， OUT引脚被内部电阻拉高，直到编程过程完成。
角度读出和通过OUT引脚编程的应用图
step-1: 上电AS5600。
step-2: 将磁铁放置在起始位置。
step-3: 将OUT引脚拉到GND上至少100毫秒，然后让引脚浮动
step-4: 按照DIR引脚上的电平（GND为顺时针方向）所定义的方向旋转磁铁，VDD为逆时针方向)到停止位置。旋转的量必须大于18度。
step-5: 将OUT引脚拉到GND上至少100毫秒，然后让引脚浮动。
step-6: 检查OUT引脚是否永久驱动到GND。这表示在编程过程中发生了错误。如果驱动在OUT引脚上的电压对应于磁铁位置，则该过程执行成功
4.3 输出波形图
1） 输出特性超过360°全分辨率图
AS5600既支持零角度编程，也支持最大角度范围编程。如图28所示，减小最大角度范围将非间断点推到边缘，使其远离0和θmax（其中θmax是最大角度），其中λ= (360 - θmax)/2。
2) 输出特性范围小于360°
如果最大角度范围小于360度，则DAC分辨率自动降低。若θmax为最大角度，则输出信号OUT的步数N为：N = (θmax/360) × 4096
AS5600还允许使用CONF寄存器中的OUTS位选择OUT信号的输出动态特性。默认情况下（OUTS = 00），输出可以覆盖整个电压范围（0V到VDD），但范围从10%到GND和VDD之间的90%可以编程（out = 01）。
3) 输出范围减小（10%-90%）的输出特性
5 PWM输出方式
AS5600输出级可以在CONF寄存器的out位中编程，用于pwm编码的数字输出（out）= 10)。在这种模式下，OUT引脚提供数字PWM信号。每个脉冲的占空比与旋转磁体的绝对角度成正比。
如图所示，PWM信号由4351个PWM时钟周期的帧组成。该PWM帧由以下部分组成：
•128 PWM时钟周期高
•4095 PWM时钟周期数据
•128 PWM时钟周期低
角度用帧的数据部分表示，1 PWM时钟周期代表整个角范围的4096分之一。PWM频率是用CONF寄存器中的PWM位来编程的。
脉宽调制模式下的输出特性波形
0度角由128个时钟周期高和4223个时钟周期低表示，而最大角度由4223个时钟周期高和128个时钟周期低表示。
6 方向（顺时针vs逆时针）
AS5600允许用DIR引脚控制磁铁旋转的方向。如果DIR连接到GND (DIR = 0)，从顶部顺时针旋转将产生计算角度的增量。如果DIR引脚连接到VDD (DIR = 1)，则计算角度的增量将逆时针旋转。
顺时针方向的原始角度演示图
7 磁体要求
AS5600要求磁场分量Bz垂直于芯片上的敏感区域。沿着霍尔元件圆的圆周，磁场Bz应为正弦形状。的磁场梯度Bz沿圆周的半径应在磁体的线性范围内，用差分测量原理消除位移误差。
典型的气隙在0.5 mm到3mm之间，它取决于所选择的磁铁。更大更强的磁铁可以产生更大的气隙。以AGC值为导向，通过调整磁铁与AS5600之间的距离，使AGC值处于其范围的中心，即可找到最佳气隙。参考磁体旋转轴相对于封装中心的最大允许位移为当使用直径为6mm的磁铁时，为0.25 mm。
