一、概述

        NXP 的 MC33772C 是一颗支持 3~6S BMS 的 AFE。它的通讯接口有隔离的菊花链和直连的 SPI 两种接口。对于只有 3~6 串电池的电池包中，主控没有必要采用菊花链级联，只需要通过 SPI 接口与 MC33772C 通讯。下面就向大家介绍 MC33772C 的 SPI 通讯的硬件和软件是怎样实现的。

 

二、MC33772C 的 SPI 硬件

图 1. MC33772C SPI 硬件设置

MC33772C 与 MCU 的 SPI 通讯的硬件设置如图 1 所示。

• 给 MC33772C 的 VPWR 提供 5~30V 电源之后，VPRE 会输出 5V。
• SPI_COM_EN（pin23）接个 10K 电阻到 VPRE，即设置 MC33772C 为 SPI 接口方式通讯。如果 SPI_COM_EN 接个 10K 电阻到 GND，则设置 MC33772C 为菊花链的通讯方式。
• SPI 接口定义为：SCLK -> SCLK/RDTX_IN-（pin33）

                MOSI -> SI/RDTX_IN+ （pin34）

                MISO -> SO （pin27）

                CS -> CSB （pin29）

• 根据 MCU 的 IO 电平，来给 VDDIO（pin28）提供电压，可以是 3V 或者 5V。
• RDTX_OUT+（pin35）和 RDTX_OUT-（pin32）要与 GND 连接。

以上的 MC33772C 的管脚设置是 SPI 通讯方式的特殊处理，在这里没有提到的其它管脚电路和菊花链通讯方式的电路一致。

 

三、MC33772C 的 SPI 帧格式

        MC33772C 的 SPI 是一个标准的四线 SPI 接口。两条数据线（SO/SI）遵循先入先出的原则，采用大端（MSB）的字节序。SCLK 时钟空闲时为高电平， SI 在 SCLK 的下降沿采样数据，SO 在 SCLK 的上升沿改变状态，MCU 可以在 SCLK 的下降沿读取 SO 线上的电平。

        MC33772C 的 SPI 通讯协议也是采用 TPL2 协议，但是与菊花链的 TPL2 通讯协议稍有不同。图 2 和图 3 显示了 SPI 的 TPL2 协议的帧格式。TPL2 协议包含 5 种命令：NOP、Local Write、Global Write、Read Request、Read Respond。图 3 显示了 Read Request 命令的帧格式，图 2 显示了其它命令的帧格式。

图 2. SPI 的 TPL2 协议（NOP/Write/Response）

 

图 3. SPI 的 TPL2 协议（ Read Request）

下面对帧格式中的各种数据类型作解释。

① CRC[7:0] ：CRC 校验

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]：表示当前帧的计数，从 0 计数到 15，然后再重新计数。这个值只对 Response 帧有效。

④ DADD[5:0]：设备地址，是MC33772C 的Cluster ID。

⑤ RADD[6:0]：寄存器地址。

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

⑦ NUMREG[6:0]：Read 的寄存器个数。

⑧ DATA[15:0]：16-bit 数据。

 

四、总结

       在 3~6 串 BMS 系统中，MC33772C 可以直接通过 SPI 的方式与 MCU 通讯。其硬件设计比较简单。其软件还是 TPL2 帧协议，与菊花链的 TPL2 协议有所不同的是：SPI 帧中没有MADD 和 CADD 两种数据类型。SPI 帧相对来说更加简单易行。如果想了解更多，可以在下方评论区留言，或者发邮件给我们：atu.sh@wpi-group.com。

五、参考资料

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