STM32操作24位AD芯片ADS1246
ADS1246是TI公司大致在2009年中期推出的24位ADC，最高采樣速率可達(dá)2Ksps，其為單通道器件，與之相對(duì)應(yīng)的還有ADS1247和ADS1248三通道器件，但特性并非完全一致。據(jù)TI資料介紹，ADS1246在ADS1247/ADS1248功能上做出簡(jiǎn)化，保留了其部分特性。本次設(shè)計(jì)，需要用到24位單通道轉(zhuǎn)換器件，于是考慮用到ADS1246，主控制器用STM32L系列。以下為ADS1246的引腳圖：
上圖顯示ADS1246引腳圖，其CS/SCLK/DIN/DUT為SPI通訊接口，RESET/START/DRDY為控制與狀態(tài)腳，AVDD/AVSS以及DVDD/DGND分別為模擬/數(shù)字電源供電端，REFP/REFN為基準(zhǔn)源輸入腳，AINP/AINN為模擬信號(hào)輸入端。其中，DRDY忙信號(hào)指示功能可以附加到DOUT引腳上，這樣DRDY腳可以留空。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，START腳做為ADC的啟動(dòng)腳，還必須得接出來(lái)，因我還未找到有通過(guò)軟件能啟動(dòng)ADS1246轉(zhuǎn)換的方法，但其DS中有提到START信號(hào)和SLEEP/WAKEUP相類似的功能，暫未深研究。順便 提一下，TI關(guān)于ADS1246的文檔是改自于另一顆ADC器件的文檔，所以極其爛……
ADS1246的SPI時(shí)序，這個(gè)是需要提一下的，一般來(lái)說(shuō)，SPI協(xié)議在上升沿鎖存數(shù)據(jù)，下降沿更新數(shù)據(jù)，這是一般SPI協(xié)議的作法。但ADS1246需要在下降沿鎖存數(shù)據(jù)，上升沿更新數(shù)據(jù)，在設(shè)置SPI寄存器的時(shí)候需要注意一下，當(dāng)我采用一般性設(shè)置的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)通訊不正常。以下是STM32L的SPI設(shè)置，用的是SPI2。
//SPI2配置
RCC->APB1ENR|=RCC_APB1ENR_SPI2EN;
SPI2->CR1=SPI_CR1_MSTR|SPI_CR1_BR|SPI_CR1_SSM|SPI_CR1_SSI|SPI_CR1_CPHA;//8位模式
SPI2->CR1|=SPI_CR1_SPE;
SPI2的驅(qū)動(dòng)：
//SPI2寫數(shù)據(jù)
voidSPI2_WriteBytes(uint8*TxBuffer,uint16TxLenth)
{
uint8i;
while(TxLenth--){
while((SPI2->SR&SPI_SR_TXE)==0);
SPI2->DR=*TxBuffer++;
while((SPI2->SR&SPI_SR_RXNE)==0);
i=SPI2->DR;
}
i++;
}
上程序中i++的引入在于避免keil-MDK產(chǎn)生編譯警告。
//SPI2讀數(shù)據(jù)
voidSPI2_ReadBytes(uint8*RxBuffer,uint16RxLenth)
{
while(RxLenth--){
while((SPI2->SR&SPI_SR_TXE)==0);
SPI2->DR=*RxBuffer;
while((SPI2->SR&SPI_SR_RXNE)==0);
*RxBuffer++=SPI2->DR;
}
}
以上驅(qū)動(dòng)代碼，能保證SPI在最后一個(gè)字節(jié)完全發(fā)送完成之后退出，如果沒(méi)有等待SPI_SR_RXNE，則僅僅只是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到SPI移位寄存器，并未完全送出，不詳述。
以下介紹我的驅(qū)動(dòng)過(guò)程，在驅(qū)動(dòng)ADS1246的時(shí)候，主要參考那個(gè)網(wǎng)方的58頁(yè)的極爛文檔，上面沒(méi)有明確提到整個(gè)上電過(guò)程以及初始化過(guò)程，至于那個(gè)相當(dāng)重要的自校準(zhǔn)過(guò)程及操作方法也沒(méi)有提到，所以本人摸索了一整天時(shí)間，在此整理。
ADS1246采用SPI通訊 ，其所有通訊引腳（SCK/DIN/DOUT）都在CS腳為低電平的時(shí)候有效，在CS為高時(shí)均為三態(tài)，當(dāng)DRDY綁定到DOUT腳時(shí)，只有在CS為低時(shí)才能正確的指示忙狀態(tài)，若DRDY采用單獨(dú)的引腳，則不受CS控制。ADS1246的所有通訊過(guò)程被分為若干個(gè)命令組，有的需要帶參數(shù)，有的不需要帶參數(shù)，其實(shí)我也不明白它為什么要搞那么麻煩，感覺(jué)本來(lái)可以很簡(jiǎn)單的處理，結(jié)果弄的很亂。以下為其命令分組：
大致分為命令類（不帶參數(shù)），讀寄存器，寫寄存器三類，以下分別分其實(shí)現(xiàn)：
//ADS1246命令碼列表
#defineADC_CMD_WAKEUP0x00//退出睡眠模式
#defineADC_CMD_SLEEP0x02//進(jìn)入睡眠模式
#defineADC_CMD_SYNC0x04//同步ADC轉(zhuǎn)換
#defineADC_CMD_RESET0x06//芯片復(fù)位
#defineADC_CMD_NOP0xFF//空操作
#defineADC_CMD_RDATA0x12//單次讀取數(shù)據(jù)
#defineADC_CMD_RDATAC0x14//連續(xù)讀取數(shù)據(jù)
#defineADC_CMD_SDATAC0x16//停止連續(xù)讀取
#defineADC_CMD_RREG0x20//讀寄存器
#defineADC_CMD_WREG0x40//寫寄存器
#defineADC_CMD_SYSOCAL0x60//系統(tǒng)偏移校準(zhǔn)
#defineADC_CMD_SYSGCAL0x61//系統(tǒng)增益校準(zhǔn)
#defineADC_CMD_SELFOCAL0x62//系統(tǒng)自校準(zhǔn)
#defineADC_CMD_RESTRICTED0xF1//
/*---------------------------------------------------------
寫命令
---------------------------------------------------------*/
voidADS1246_WriteCmd(uint8Cmd)
{
ADC_SPI_CS_CLR
ADC_WriteBytes(&Cmd,1);
ADC_SPI_CS_SET
}
/*---------------------------------------------------------
讀寄存器
---------------------------------------------------------*/
voidADS1246_ReadReg(uint8RegAddr,uint8*Buffer,uint8Length)
{
uint8Cmd[2];
ADC_SPI_CS_CLR
Cmd[0]=ADC_CMD_RREG|RegAddr;
Cmd[1]=Length-1;
ADC_WriteBytes(Cmd,2);
ADC_ReadBytes(Buffer,Length);
Cmd[0]=ADC_CMD_NOP;
ADC_WriteBytes(Cmd,1);
ADC_SPI_CS_SET
}
/*---------------------------------------------------------
寫寄存器
---------------------------------------------------------*/
voidADS1246_WriteReg(uint8RegAddr,uint8*Buffer,uint8Length)
{
uint8Cmd[2];
ADC_SPI_CS_CLR
Cmd[0]=ADC_CMD_WREG|RegAddr;
Cmd[1]=Length-1;
ADC_WriteBytes(Cmd,2);
ADC_WriteBytes(Buffer,Length);
ADC_SPI_CS_SET
}
在寫讀存器時(shí)，一定要注意，根據(jù)其DS文檔第32頁(yè)說(shuō)明，其后發(fā)一個(gè)NOP命令可以強(qiáng)制DOUT引腳輸出高電平，這樣可以隨后判斷DOUT是否為低進(jìn)而知道是否處于忙狀態(tài)，否則會(huì)得到一個(gè)脈沖。其實(shí)在任何的讀操作完成后，發(fā)一個(gè)字節(jié)的NOP命令即可將DOUT強(qiáng)制輸出高電平。當(dāng)DRDY綁定到DOUT的時(shí)候，這個(gè)是非常重要的。
在弄清楚以上命令讀寫方法之后，需要實(shí)現(xiàn)其忙狀態(tài)判別，這個(gè)在很多芯片驅(qū)動(dòng)時(shí)都會(huì)遇到，它直接提示了其內(nèi)部的工作狀態(tài)，只有在不忙時(shí)才能繼續(xù)執(zhí)行下一條指令。
/*---------------------------------------------------------
忙狀態(tài)判斷，最長(zhǎng)等待時(shí)間，200X10ms=2S
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