AS5040
10位360 °可编程磁旋转编码器
1概述
该AS5040是一个非接触式磁旋转编码器
精确角度测量了整整翻
360°。它是一个系统级芯片整合了集成式霍尔
元件，模拟前端和数字信号处理
在单个设备中。
来测量角度，仅仅一个简单的2极磁铁，
旋转在芯片的中央，是必需的。该
磁体可以放置的上方或下方的IC 。
绝对角度测量方式可即时
磁铁的角位置与指示
每转0.35 ° = 1024的位置分辨率。这
数字数据可以作为一个串行比特流，并作为一个
PWM信号。
此外，用户可编程的增量输出
是可用的，使得芯片适于更换
各种光学编码器。
一个内部稳压器允许AS5040 ，以
工作在3.3V或5V电源。
图1 ： AS5040和磁铁的典型配置
数据表
2主要特点
非接触式高分辨率的旋转位置
在360度完全旋转编码
两个数字的10位绝对值输出：
- 串行接口和
- 脉冲宽度调制（PWM）输出
三个增量输出模式：
- 正交A / B和索引输出信号
- 步/方向和索引输出信号
- 3相换向的无刷直流
汽车
- 10 ， 9,8或7位用户可编程
决议
用户可编程零/索引位置
用于磁铁位置的故障检测模式
监测和电源的损耗
转速可达30000转
按钮功能检测运动
磁铁在Z轴的
串行读取多个互联的
采用菊花链模式AS5040器件
宽温度范围： - 40 ° C至+ 125°C
汽车完全符合AEC -Q100标准，
1级
小型无铅封装： SSOP 16 （ 5.3毫米X
6.2mm)
3应用
工业应用：
- 非接触式旋转位置检测
- 机器人
- 无刷直流电机换向
- 电动工具
好处
完整的系统级芯片
灵活的系统解决方案提供绝对的，
PWM和增量同步输出
非常适合在恶劣环境下的应用
由于非接触式位置传感
承受磁铁偏离和气隙
变化
没有必要的温度补偿
无需校准
汽车应用：
- 方向盘位置传感器
- 油门踏板位置传感
- 传动变速箱编码器
- 头灯位置控制
- 电动座椅位置指示器
办公设备：打印机，扫描仪，复印机
更换光学编码器
前面板旋转开关
更换电位器
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修订版2.10
1 - 33
AS5040
数据表
4引脚配置
图2 ：引脚配置SSOP16
分别为MagINCn
MagDECn
A_LSB_U
B_Dir_V
NC
Index_W
VSS
PROG
1
2
16
15
VDD5V
VDD3V3
NC
NC
PWM_LSB
CSN
CLK
DO
AS5040
3
4
5
6
7
8
14
13
12
11
10
9
引脚说明
表2示出了标准的SSOP16封装每个引脚的描述（收缩小外形封装， 16引线，
机身尺寸： 5.3毫米X 6.2mmm ;参见图2） 。
引脚7,15和16为电源引脚，引脚5 ， 13和14是供内部使用，不能进行连接。
引脚1和2是磁场变化的指标，分别为MagINCn和MagDECn （磁场强度的增加或
减少通过磁体和设备）之间的距离的变化。这些输出可以被用来检测
有效的磁场范围。另外，这些指示，也可以用于非接触式的按钮
功能。
销3 ， 4和6是增量脉冲输出管脚。这些引脚的功能可以通过配置
编程的一次性可编程（OTP）寄存器。
表1 ：引脚分配为不同的增量输出模式
输出模式
1.x中：正交
2.X ：步进/方向
3.X ：换向
3脚
A
最低位
U
引脚4
B
方向
V
引脚6
指数
指数
W
引脚12
PWM
PWM
最低位
1.x的模式：正交A / B输出
代表缺省的正交A / B信号模式。
模式2.x的：步/方向输出
配置引脚3 ，可提供高达512个脉冲（最多1024个状态的变化）每转。它等同于LSB的
（至少显著位）的绝对位置值。销4提供旋转方向的信息。
这两种模式（模式1.x和2.x的模式）提供一个索引信号（1脉冲/转）与一种可调节宽度的LSB
三个LSB的。
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AS5040
数据表
表2引脚说明SSOP16
针
1
2
3
A_LSB_U
4
B_Dir_V
5
6
7
8
PROG
9
10
11
12
13
14
15
16
DO_OD
DO
DI_PD
DI_PU
DO
CLK
CSN
PWM_LSB
NC
NC
VDD3V3
VDD5V
数字
数字
数字
数字
DI_PD
DO_T
DI ， ST
DI_PU ， ST
DO
-
-
S
S
NC
Index_W
VSS
DO
-
DO
S
DO
符号
分别为MagINCn
MagDECn
TYPE
DO_OD
DO_OD
描述
磁场
幅度提高;
低有效位表示的距离
磁体和装置表面之间减少。
磁场
幅度下降;
低有效位表示的距离
器件和磁铁之间增加。
Mode1.x ：
QUADRATURE
A
通道
Mode2.x ：
最显著位
模式3.x ：
U
信号（ 1阶段）
Mode1.x ：
QUADRATURE
B
通道季度期间转移到通道A.
Mode2.x ：
方向
轮伐期
模式3.x ：
V
信号（阶段2 ）
必须悬空
Mode1.x和Mode2.x
:
指数
信号表示绝对零位
模式3.x ：
W
信号（三期）
负电源电压（GND）的
OTP
程序设计
输入和数据输入的菊链模式。国内
下拉电阻（ 74kΩ ） 。
可被连接到VSS ，如果不使用编程
数据输出
同步串行接口
时钟
输入同步串行接口;施密特触发器输入
片选，
低电平有效;施密特触发器输入，内部上拉电阻
（ 50kΩ的）连接到VSS增量模式（见0 ）
脉冲宽度调制
约。为1kHz ;
最低位
in
Mode3.x
必须悬空
必须悬空
3V稳压器输出（见图19）
正电源电压5 V
S
DI
DO_T
ST
电源引脚
数字输入
数字输出/三态
施密特触发输入
输出开漏
产量
输入上拉下来
输入上拉
3.X方式：无刷直流电机换向模式
除了绝对编码器的输出通过SSI接口，这种模式提供了换向信号
无刷直流电机具有1对磁极或2对磁极转子。通常提供的换向信号
由3个分立霍尔开关，它不再需要，因为AS5040可以并行完成两个任务：绝对
编码器+ BLDC电机换向。
在这种模式下，引脚12提供的最低位输出而不是在PWM （脉宽调制）信号。
引脚8 （方案）也被用于编程不同的增量接口模式，增量分辨率和
零位的OTP （见第18页） 。
该引脚也用作数字输入，通过该装置在菊花链配置串行数据移位
（见第11页） 。
引脚11为片选信号（CSn ;低电平有效）选择在AS5040编码器网络的设备并启动串行数据
传输。在CSn为逻辑高电平，数据输出引脚（ DO ）置为三态，并终止串行数据传输。该引脚
也用于对准模式（第21页）和编程模式（第16页） 。
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数据表
销12允许10位绝对位置值的一个单总线输出。的值被编码到一个脉冲宽度
调制信号的每一步1μs的脉冲宽度（ 1μs至1024μs一整圈内） 。通过使用外部低通滤波器，
数字PWM信号被转换成模拟电压，从而可以直接取代电位。
5电气特性
绝对最大额定值（非经营性）
超出“绝对最大额定值”，强调可能会造成永久性损坏设备。这些都是强调
收视率而已。该设备在这些或超出经营下， “标明的任何其他条件的功能操作
条件“是不是暗示。暴露在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可靠性。
参数
引脚VDD5V直流电源电压
在销VDD3V3直流电源电压
输入引脚电压
输入电流（闭锁抗扰度）
静电放电
储存温度
体温（无铅
包）
湿度无凝结
符号
VDD5V
VDD3V3
VIN
ISCR
ESD
Tstrg
TBODY
H
民
-0.3
-0.3
-0.3
-0.3
-100
最大
7
5
VDD5V +0.3
7.5
100
±2
单位
V
V
V
mA
kV
°C
°C
%
记
引脚MagINCn ， MagDecn ， CLK （CSN）
PROG引脚
规范： JEDEC 78
规范： MIL 883 E法3015
最小 - 67 °F ; MAX + 257 °F
T = 20 40岁，规范： IPC / JEDEC J-
Std-020C
铅完成100 ％的锡“雾锡”
-55
125
260
5
85
工作条件
参数
环境温度
电源电流
引脚VDD5V外部电源电压
内部调节器的输出电压，在销
VDD3V3
外部电源电压引脚VDD5V ，
VDD3V3
符号
T
AMB
I
人联党
VDD5V
VDD3V3
VDD5V
VDD3V3
4.5
3.0
3.0
3.0
民
-40
16
5.0
3.3
3.3
3.3
典型最大单位
125
21
5.5
3.6
3.6
3.6
°C
mA
V
V
V
V
5V操作
3.3V工作电压（引脚VDD5V和
VDD3V3相连）
-40°F…+257°F
记
直流特性的数字输入和输出
CMOS施密特触发器输入： CLK ， CSN（ CSn为=内部上拉）
（操作条件：T已
AMB
= -40至+ 125°C ， VDD5V = 3.0-3.6V （ 3V操作） VDD5V = 4.5-5.5V （ 5V操作）
除非另有说明）
参数
高电平输入电压
低电平输入电压
施密特触发器迟滞
输入漏电流
拉低电平输入电流
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符号
V
IH
V
IL
V
离子
V
IOFF
I
泄漏
I
iL
民
0.7 * VDD5V
最大
单位
V
记
正常工作
0.3 * VDD5V
1
-1
-30
修订版2.10
V
V
只有CLK
CSn为唯一， VDD5V ： 5.0V
4 - 33
1
-100
A
A
AS5040
数据表
CMOS /程序输入： PROG
（操作条件：T已
AMB
= -40至+ 125°C ， VDD5V = 3.0-3.6V （ 3V操作） VDD5V = 4.5-5.5V （ 5V操作）
除非另有说明）
参数
高电平输入电压
高电平输入电压
低电平输入电压
下拉高电平输入电流
符号
V
IH
V
PROG
V
IL
I
iL
民
0.7 * VDD5V
最大
5
0.3 * VDD5V
100
单位
V
V
V
A
VDD5V ： 5.5V
在编程过程中
记
请参阅“规划条件”
CMOS输出开漏：为MagINCn ， MagDECn
（操作条件：T已
AMB
= -40至+ 125°C ， VDD5V = 3.0-3.6V （ 3V操作） VDD5V = 4.5-5.5V （ 5V操作）
除非另有说明）
参数
低电平输出电压
输出电流
开路漏极漏电流
符号
V
OL
I
O
I
OZ
民
最大
VSS+0.4
4
2
1
单位
V
mA
A
VDD5V ： 4.5V
VDD5V ： 3V
记
CMOS输出： A，B ，指数， PWM
（操作条件：T已
AMB
= -40至+ 125°C ， VDD5V = 3.0-3.6V （ 3V操作） VDD5V = 4.5-5.5V （ 5V操作）
除非另有说明）
参数
高电平输出电压
低电平输出电压
输出电流
符号
V
OH
V
OL
I
O
民
VDD5V-0.5
VSS+0.4
4
2
最大
单位
V
V
mA
VDD5V ： 4.5V
VDD5V ： 3V
记
三态CMOS输出： DO
（操作条件：T已
AMB
= -40至+ 125°C ， VDD5V = 3.0-3.6V （ 3V操作） VDD5V = 4.5-5.5V （ 5V操作）
除非另有说明）
参数
高电平输出电压
低电平输出电压
输出电流
三态泄漏电流
符号
V
OH
V
OL
I
O
I
OZ
民
VDD5V -0.5
VSS+0.4
4
2
1
最大
单位
V
V
mA
A
VDD5V ： 4.5V
VDD5V ： 3V
记
磁输入规格
（操作条件：T已
AMB
= -40至+ 125°C ， VDD5V = 3.0-3.6V （ 3V操作） VDD5V = 4.5-5.5V （5V工作），除非另有
说明）
两极圆柱截然磁化来源：
参数
直径
厚度
磁场输入
振幅
符号
d
MAG
t
MAG
B
pk
民
4
2.5
45
75
典型值
6
最大
单位
mm
mm
mT
记
推荐的磁铁： 采用6mm x 2.5毫米的
圆柱形磁铁
所要求的垂直分量
磁场强度在模具的表面上，
沿着同心圆与测量
1.1毫米半径
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修订版2.10
5 - 33
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