AD7799是早些前ADI公司推出的一款高精度低速24位ADC器件,主要应用于低功耗精密测量场合。最近开发与气压检测相关的产品,选择了这个芯片,经过PCB的合理布线,感觉这颗芯片的效果还不错。
AD7799内部数字部分和模拟部分的供电是分开的,数字部分由DVCC供电,模拟部分由AVCC供电,经过实验,在只有DVCC而不加AVCC的时候芯片的数字接口部分是可以工作的,这样就可以把AIN3+和AIN3-作为数字信号来启动模拟电源输出AVCC,不知道这样描述是否清楚,主要是为低功耗和省电考虑。
AD7799内部有三个差分通道,可以分别配置成为差分模式和单端模式,在单端模式下需要保证AINx(+)电压高于AIN(-)电压,否则转换结果为零,这很显然。差分模式下实际上的量化等级只有2的23次方,因为有一位做了符号位,在差分方式下应当注意24位值的符号位处理,应当将其扩展到第32位,做为一个字来处理。
芯片内部有一个增益可编程的放大器,可以设定增益为1/2//4/8/16/32/64/128倍增益。经本人实际使用其增益还比较精确,只是在高增益时实际测量的值偏差变大。由于分辨率太高,轻微的信号波动和引线布局都对转换结果影响较大,所以在使用前需要对通道进行零度和满度校准。
零度校准时,芯片内部将差分通道的两个输入端内部短接,这时得到一个转换值存放于内部对应通道的零度偏差寄存器中,满度校准时,芯片内部将两个输入端接到参考电压上,这时得到的转换值存放于内部相应通道的满度寄存器中。至于系统误差校准,这个没做研究。
利用STM32的SPI接口与相连接,非常完美,它的SPI不以CS线的上升沿做为结束同步标志,CS线仅仅只是做为片选使用,STM32可以工作于硬件CS管理模式。每个字节都可以有CS的复位、置位变化,也可以多个字节只有一次cS的复位、置位变化,很灵活,我还是采用了软件管理CS线的方式。
编程时,需要特别注意SPI的模式,它的特点(看AD7799的DS中给出的时序图)是SCLK在空闲时保持高电平,数据在SCLK半个周期之后送到MOSI线上,与一般器件的SPI时序有所不同,当然这也是标准SPI时序之后,只是一般器件不采用这种方式。以下是STM32单片机的SPI配置,我用到的是SPI2:
1
2
3
4//SPI2配置 RCC->APB1ENR|=RCC_APB1ENR_SPI2EN; SPI2->CR1=SPI_CR1_MSTR|SPI_CR1_CPOL|SPI_CR1_CPHA|SPI_CR1_BR_0|SPI_CR1_SSM|SPI_CR1_SSI; //8位模式 SPI2->CR1|=SPI_CR1_SPE;
这里面需要注意的是CPHA位和SPOL位都需要置位,以便产生和AD7799相符的SPI时序。
以下是AD7799的寄存器的读写过程,对于这些宏定义或是位定义,就不列出其原始定义的,都是相当简单的定义:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31/*--------------------------------------------------------- Func: AD7799读取寄存器数据 Time: 2012-3-29 Ver.: V1.0 Note: ---------------------------------------------------------*/ void AD7799_ReadReg(uint8 RegAddr,uint8 *Buffer,uint8 Length) { ADC_SPI_CS_CLR RegAddr|=ADC_OP_READ; ADC_WriteBytes(&RegAddr,1); ADC_ReadBytes(Buffer,Length); ADC_SPI_CS_SET } /*--------------------------------------------------------- Func: AD7799写入寄存器数据 Time: 2012-3-29 Ver.: V1.0 Note: ---------------------------------------------------------*/ void AD7799_WriteReg(uint8 RegAddr,uint8 *Buffer,uint8 Length) { uint8 Cmd; ADC_SPI_CS_CLR RegAddr|=ADC_OP_WRITE; ADC_WriteBytes(&RegAddr,1); ADC_WriteBytes(Buffer,Length); ADC_SPI_CS_SET }
先写AD7799所谓的COMMUNICATION寄存器,这个寄存器实际上是指每次完整的操作第一个写入的数据字节。下面是判断器件是否内部处于忙状态的代码,实际上是通过不断查询SPI_MISO这根线上的电压来判断的,可以采用中断方式,详看AD7799的DS说明:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17/*--------------------------------------------------------- Func: AD7799忙判断 Time: 2012-3-29 Ver.: V1.0 Note: 0/OK >0/ERROR,timeout ---------------------------------------------------------*/ uint8 AD7799_WaitBusy() { uint16 i; ADC_SPI_CS_CLR i=0; while(ADC_RDY_DAT>0){ i++; if(i>2000)return 1; } ADC_SPI_CS_SET return 0; }
为防止器件异常,这里加入的操时,应根据实际情况考虑操时量。以下为通道的校准代码:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22/*--------------------------------------------------------- Func: AD7799通道内部校准 Time: 2012-3-29 Ver.: V1.0 Note: 0/OK >0/Error ---------------------------------------------------------*/ uint8 AD7799_Calibrate(uint8 CHx,uint8 Gain) { uint8 R,Cmd[2]; Cmd[0]=0x10|Gain; Cmd[1]=0x10|CHx; AD7799_WriteReg(ADC_REG_CONFIG,Cmd,2); //设置配置寄存器 Cmd[0]=0x80; Cmd[1]=0x0F; AD7799_WriteReg(ADC_REG_MODE,Cmd,2); //进行内部零度校准 R|=AD7799_WaitBusy(); //等待校准完成 Cmd[0]=0xA0; Cmd[1]=0x0F; AD7799_WriteReg(ADC_REG_MODE,Cmd,2); //进行内部零度校准 R|=AD7799_WaitBusy(); //等待校准完成 return R; }
这里进行了单根性转换设置,当然可以改成差分方式。以下为器件初始化方法:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13/*--------------------------------------------------------- Func: AD7799复位 Time: 2012-3-29 Ver.: V1.0 Note: 0/OK >0/Error ---------------------------------------------------------*/ void AD7799_Reset() { uint8 Cmd[4]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}; ADC_SPI_CS_CLR ADC_WriteBytes(Cmd,4); ADC_SPI_CS_SET }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21/*--------------------------------------------------------- Func: AD7799初始化 Time: 2012-3-29 Ver.: V1.0 Note: 0/OK >0/Error ---------------------------------------------------------*/ uint8 AD7799_Init(uint8 Gain) { uint8 ID,Cmd[2]; AD7799_Reset(); Wrtos_TaskDelay(10); AD7799_ReadReg(ADC_REG_ID,&ID,1); //读取器件ID if((ID==0xFF)||(ID==0x00))return 1; AD7799_Calibrate(ADC_CON_CH1,Gain); //通道1校准 AD7799_Calibrate(ADC_CON_CH2,Gain); //通道2校准 //AD7799_Calibrate(ADC_CON_CH3,Gain); //通道3校准 Cmd[0]=S6|S5|S4; AD7799_WriteReg(ADC_REG_IO,Cmd,1); return 0; }
以上初始化时对器件ID号做了大致有效性检测,并对通道1和通道2分别做了校准,另外初始化AIN3通道为通用的IO口输出。以下为启动通道测量和读数据方法,如果在启动测量中指定采用单次模式,则每次采样都需要进行Start和Read,这样才能得到结果。如果在启动测量中指定采用连续转换模式,则只需要启动Start,之后只需要不断Read即可,这点请细看AD7799的采样模式那章,有详述,建议看英文的,也比较好懂。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34/*--------------------------------------------------------- Func: AD7799开始转换 Time: 2012-3-29 Ver.: V1.0 Note: ---------------------------------------------------------*/ void AD7799_Start(uint8 CovChx,uint8 CovGain,uint8 CovRate,uint8 CovMode) { uint8 Cmd[2]; Cmd[0]=0x10|CovGain; Cmd[1]=0x10|CovChx; AD7799_WriteReg(ADC_REG_CONFIG,Cmd,2); Cmd[0]=CovMode; Cmd[1]=CovRate; AD7799_WriteReg(ADC_REG_MODE,Cmd,2); } /*--------------------------------------------------------- Func: AD7799读取转换结果 Time: 2012-3-29 Ver.: V1.0 Note: ---------------------------------------------------------*/ uint32 AD7799_Read() { uint8 Cmd[4]; uint32 D; Cmd[0]=0; AD7799_ReadReg(ADC_REG_DATA,&Cmd[1],3); D=TTS_D32FromArray(Cmd,1); return D; }
实际的应用,连续模式下如下代码所示:
1
2AD7799_Init(ADC_CON_GAIN1); AD7799_Start(ADC_CON_CH1,ADC_CON_GAIN1,0x0F,ADC_MODE_CONTINUOUS);
1while(1){
1
2
3
4
5
6
7AD7799_WaitBusy(); Val=AD7799_Read(); F=(Val>>5); F=(f32)(F*5000/33554.432); TTS_StringFromNumber(Buf,F,'D',6); L=TTS_StringAppend(Buf,"uV n"); USART1_WriteDatas(Buf,L,0);
1}
以上代码通过配置AD7799为连续转换模式,不断读取转换结果并送到串口上,通过PC机显示,以下为实际的采样结果,实际上是加了一个340uV左右的信号。
最后
以上就是现代衬衫最近收集整理的关于STM32操作24位AD转换器AD7799芯片的全部内容,更多相关STM32操作24位AD转换器AD7799芯片内容请搜索靠谱客的其他文章。
发表评论 取消回复