STM32操作24位AD轉(zhuǎn)換器AD7799芯片

時間：2018-10-25 15:40:01

關鍵字： 24位 ad轉(zhuǎn)換器 STM32 ad7799芯片

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[導讀]　　AD7799是早些前ADI公司推出的一款高精度低速24位ADC器件，主要應用于低功耗精密測量場合。最近開發(fā)與氣壓檢測相關的產(chǎn)品，選擇了這個芯片，經(jīng)過PCB的合理布線，感覺這顆芯片的效果還不錯?！　D7799內(nèi)部數(shù)字部分

　　AD7799是早些前ADI公司推出的一款高精度低速24位ADC器件，主要應用于低功耗精密測量場合。最近開發(fā)與氣壓檢測相關的產(chǎn)品，選擇了這個芯片，經(jīng)過PCB的合理布線，感覺這顆芯片的效果還不錯。

　　AD7799內(nèi)部數(shù)字部分和模擬部分的供電是分開的，數(shù)字部分由DVCC供電，模擬部分由AVCC供電，經(jīng)過實驗，在只有DVCC而不加AVCC的時候芯片的數(shù)字接口部分是可以工作的，這樣就可以把AIN3+和AIN3-作為數(shù)字信號來啟動模擬電源輸出AVCC，不知道這樣描述是否清楚，主要是為低功耗和省電考慮。

　　AD7799內(nèi)部有三個差分通道，可以分別配置成為差分模式和單端模式，在單端模式下需要保證AINx(+)電壓高于AIN(-)電壓，否則轉(zhuǎn)換結(jié)果為零，這很顯然。差分模式下實際上的量化等級只有2的23次方，因為有一位做了符號位，在差分方式下應當注意24位值的符號位處理，應當將其擴展到第32位，做為一個字來處理。

　　芯片內(nèi)部有一個增益可編程的放大器，可以設定增益為1/2//4/8/16/32/64/128倍增益。經(jīng)本人實際使用其增益還比較精確，只是在高增益時實際測量的值偏差變大。由于分辨率太高，輕微的信號波動和引線布局都對轉(zhuǎn)換結(jié)果影響較大，所以在使用前需要對通道進行零度和滿度校準。

　　零度校準時，芯片內(nèi)部將差分通道的兩個輸入端內(nèi)部短接，這時得到一個轉(zhuǎn)換值存放于內(nèi)部對應通道的零度偏差寄存器中，滿度校準時，芯片內(nèi)部將兩個輸入端接到參考電壓上，這時得到的轉(zhuǎn)換值存放于內(nèi)部相應通道的滿度寄存器中。至于系統(tǒng)誤差校準，這個沒做研究。

　　利用STM32的SPI接口與相連接，非常完美，它的SPI不以CS線的上升沿做為結(jié)束同步標志，CS線僅僅只是做為片選使用，STM32可以工作于硬件CS管理模式。每個字節(jié)都可以有CS的復位、置位變化，也可以多個字節(jié)只有一次cS的復位、置位變化，很靈活，我還是采用了軟件管理CS線的方式。

　　編程時，需要特別注意SPI的模式，它的特點（看AD7799的DS中給出的時序圖）是SCLK在空閑時保持高電平，數(shù)據(jù)在SCLK半個周期之后送到MOSI線上，與一般器件的SPI時序有所不同，當然這也是標準SPI時序之后，只是一般器件不采用這種方式。以下是STM32單片機的SPI配置，我用到的是SPI2：

//SPI2配置

RCC->APB1ENR|=RCC_APB1ENR_SPI2EN;

SPI2->CR1|=SPI_CR1_SPE;

　　這里面需要注意的是CPHA位和SPOL位都需要置位，以便產(chǎn)生和AD7799相符的SPI時序。

　　以下是AD7799的寄存器的讀寫過程，對于這些宏定義或是位定義，就不列出其原始定義的，都是相當簡單的定義：

/*---------------------------------------------------------

Func:AD7799讀取寄存器數(shù)據(jù)

Time:2012-3-29

Ver.:V1.0

Note:

---------------------------------------------------------*/

voidAD7799_ReadReg(uint8RegAddr,uint8*Buffer,uint8Length)

{

ADC_SPI_CS_CLR

RegAddr|=ADC_OP_READ;

ADC_WriteBytes(&RegAddr,1);

ADC_ReadBytes(Buffer,Length);

ADC_SPI_CS_SET

}

/*---------------------------------------------------------

Func:AD7799寫入寄存器數(shù)據(jù)

Time:2012-3-29

Ver.:V1.0

Note:

---------------------------------------------------------*/

voidAD7799_WriteReg(uint8RegAddr,uint8*Buffer,uint8Length)

{

uint8Cmd;

ADC_SPI_CS_CLR

RegAddr|=ADC_OP_WRITE;

ADC_WriteBytes(&RegAddr,1);

ADC_WriteBytes(Buffer,Length);

ADC_SPI_CS_SET

}

　　先寫AD7799所謂的COMMUNICATION寄存器，這個寄存器實際上是指每次完整的操作第一個寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。下面是判斷器件是否內(nèi)部處于忙狀態(tài)的代碼，實際上是通過不斷查詢SPI_MISO這根線上的電壓來判斷的，可以采用中斷方式，詳看AD7799的DS說明：

/*---------------------------------------------------------

Func:AD7799忙判斷

Time:2012-3-29

Ver.:V1.0

Note:0/OK>0/ERROR,timeout

---------------------------------------------------------*/

uint8AD7799_WaitBusy()

{

uint16i;

ADC_SPI_CS_CLR

i=0;

while(ADC_RDY_DAT>0){

　　　i++;if(i>2000)return1;

}

ADC_SPI_CS_SET

return0;

}

　　為防止器件異常，這里加入的操時，應根據(jù)實際情況考慮操時量。以下為通道的校準代碼：

/*---------------------------------------------------------

Func:AD7799通道內(nèi)部校準

Time:2012-3-29

Ver.:V1.0

Note:0/OK>0/Error

---------------------------------------------------------*/

uint8AD7799_Calibrate(uint8CHx,uint8Gain)

{

uint8R,Cmd[2];

Cmd[0]=0x10|Gain;

Cmd[1]=0x10|CHx;

AD7799_WriteReg(ADC_REG_CONFIG,Cmd,2);//設置配置寄存器

Cmd[0]=0x80;

Cmd[1]=0x0F;

AD7799_WriteReg(ADC_REG_MODE,Cmd,2);//進行內(nèi)部零度校準

R|=AD7799_WaitBusy();//等待校準完成

Cmd[0]=0xA0;

Cmd[1]=0x0F;

AD7799_WriteReg(ADC_REG_MODE,Cmd,2);//進行內(nèi)部零度校準

R|=AD7799_WaitBusy();//等待校準完成

returnR;

}

　　這里進行了單根性轉(zhuǎn)換設置，當然可以改成差分方式。以下為器件初始化方法：

/*---------------------------------------------------------

Func:AD7799復位

Time:2012-3-29

Ver.:V1.0

Note:0/OK>0/Error

---------------------------------------------------------*/

voidAD7799_Reset()

{

uint8Cmd[4]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};

ADC_SPI_CS_CLR

ADC_WriteBytes(Cmd,4);

ADC_SPI_CS_SET

}

/*---------------------------------------------------------

Func:AD7799初始化

Time:2012-3-29

Ver.:V1.0

Note:0/OK>0/Error

---------------------------------------------------------*/

uint8AD7799_Init(uint8Gain)

{

uint8ID,Cmd[2];

AD7799_Reset();

Wrtos_TaskDelay(10);

AD7799_ReadReg(ADC_REG_ID,&ID,1);//讀取器件ID

if((ID==0xFF)||(ID==0x00))return1;

AD7799_Calibrate(ADC_CON_CH1,Gain);//通道1校準

AD7799_Calibrate(ADC_CON_CH2,Gain);//通道2校準

//AD7799_Calibrate(ADC_CON_CH3,Gain);//通道3校準

Cmd[0]=S6|S5|S4;

AD7799_WriteReg(ADC_REG_IO,Cmd,1);

return0;

}

以上初始化時對器件ID號做了大致有效性檢測，并對通道1和通道2分別做了校準，另外初始化AIN3通道為通用的IO口輸出。以下為啟動通道測量和讀數(shù)據(jù)方法，如果在啟動測量中指定采用單次模式，則每次采樣都需要進行Start和Read，這樣才能得到結(jié)果。如果在啟動測量中指定采用連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，則只需要啟動Start，之后只需要不斷Read即可，這點請細看AD7799的采樣模式那