【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)

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第35章       STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)

本章节为大家讲解FMC总线驱动数模转换器AD7606,实战性较强。

35.1 初学者重要提示

35.2 ADC结构分类

35.3 AD7606硬件设计

35.4 AD7606关键知识点整理(重要)

35.5 AD7606的FMC接口硬件设计

35.6 AD7606的FMC接口驱动设计

35.7 AD7606板级支持包(bsp_fmc_ad7606)

35.8 J-Scope实时展示AD7606采集数据说明

35.9 AD7606驱动移植和使用

35.10 实验例程设计框架

35.11 实验例程说明(MDK)

35.12 实验例程说明(IAR)

35.13 总结

 

 

35.1 初学者重要提示

  1.   AD7606 的配置很简单,它没有内部寄存器,量程范围和过采样参数是通过外部IO控制的,采样速率由MCU或DSP提供的脉冲频率控制。
  2.   AD7606必须使用单5V供电。而AD7606和MCU之间的通信接口电平由VIO(VDRIVE)引脚控制。也就是说VIO必须接单片机的电源,可以是3.3V也可以是5V(范围2.3V – 5V)。
  3.   正确的理解过采样,比如我们设置是1Ksps采样率,64倍过采样。意思是指每次采样,AD7606会采样64次数据并求平均,相当于AD7606以64Ksps进行采样的,只是将每64个采样点的值做了平均,用户得到的值就是平均后的数值。因此,如果使用AD7606最高的200Ksps采样率,就不可以使用过采样了。
  4.   STM32驱动AD7606配合J-Scope实时输出,效果绝了,堪比示波器http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=97393 。使用方法详解本章节35.8小节。
  5.   本章配套例子的串口数据展示推荐使用SecureCRT,因为数据展示做了特别处理,方便采集数据在串口软件同一个位置不断刷新。
  6.   AD7606数据手册,模块原理图(通用版)和接线图都已经放到本章教程配置例子的Doc文件里。
  7.   ADC 的专业术语诠释文档,推荐大家看看:http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89414 。
  8.   测试本章配套例子前重要提示:
  •   测试时,务必使用外置电源为开发板供电,因为AD7606需要5V供电电压。板子上插入AD7606模块时,注意对齐。
  •   板子上电后,默认是软件定时采集,0.5秒一次,适合串口展示数据。
  •   如果需要使用J-Scope实时展示采集的波形效果,需要按下K2按键切换到FIFO模式。
  •   如果使用的JLINK速度不够快,导致J-Scope无法最高速度实时上传,可以使用摇杆上下键设置过采样来降低上传速度。
  •   默认情况下,程序仅上传了AD7606通道1采集的数据。

35.2 ADC结构分类

这里将六种DAC结构为大家做个普及。注,这些知识翻译自美信和TI的英文技术手册。

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35.2.1 SAR ADC(逐次逼近型)

逐次逼近型ADC通常是中高分辨率的首选架构,采样速率通常低于5Msps。SAR ADC最常见的分辨率范围是8位到20位,并具有低功耗和小尺寸的特点。这种组合使其非常适合各种应用,例如自动测试设备,电池供电的设备,数据采集系统,医疗仪器,电机和过程控制,工业自动化,电信,测试和测量,便携式系统,高速闭环系统和窄带接收器。

35.2.2 Sigma-Delta ADC

Sigma-delta ADC主要用于低速应用中,该应用需要通过过采样来权衡速度和分辨率,然后进行滤波以降低噪声。24位sigma-delta转换器用于自动化测试设备,高精度便携式传感器,医疗和科学仪器以及地震数据采集等应用中。

35.2.3 Integrating ADC

集成ADC提供高分辨率,并且可以提供良好的线路频率和噪声抑制。集成架构提供了一种新颖且直接的方法,可将低带宽模拟信号转换为数字表示形式。这些类型的转换器通常包括用于LCD或LED显示器的内置驱动器,并且在许多便携式仪器应用中都可以找到,包括数字面板表和数字万用表。

35.2.4 FLASH ADC

Flash ADC是将模拟信号转换为数字信号的最快方法。它们适用于需要非常大带宽的应用。然而,闪存转换器功率高,具有相对较低的分辨率,并且可能非常昂贵。这将它们限制在通常无法以其他任何方式解决的高频应用中。示例包括数据采集,卫星通信,雷达处理,示波器和高密度磁盘驱动器。

35.2.5 Pipelined ADC

流水线ADC已成为最受欢迎的ADC体系结构,其采样率从每秒几兆采样(MS / s)到最高100MS / s +,分辨率为8至16位。它们提供的分辨率和采样率,可覆盖各种应用,包括CCD成像,超声医学成像,数字接收器,基站,数字视频(例如HDTV),xDSL,电缆调制解调器和快速以太网。

35.2.6 Two Step ADC

两步ADC也称为子范围转换器,有时也称为多步或half flash(比Flash架构慢)。这是Flash ADC和流水线ADC的交叉点。与Flash ADC相比,可以实现更高的分辨率或更小的裸片尺寸。

35.3 AD7606硬件设计

这里将开发板上的AD7606硬件接口,普通型AD7606模块,屏蔽型AD7606模块和磁耦高速隔离型AD7606模块为大家做个说明。

AD7606的原理图下载:

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35.3.1 AD7606硬件接口

V6板子上AD7606模块的插座的原理图如下:

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实际对应开发板的位置如下:

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为了方便大家更好的理解接线,下面是框图:

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模块引脚说明:

  •   OS2 OS1 OS2 :

组合状态选择过采样模式。

    •   000表示无过采样,最大200Ksps采样速率。
    •   001表示2倍过采样, 也就是硬件内部采集2个样本求平均。
    •   010表示4倍过采样, 也就是硬件内部采集4个样本求平均。
    •   011表示8倍过采样, 也就是硬件内部采集8个样本求平均。
    •   100表示16倍过采样, 也就是硬件内部采集16个样本求平均。
    •   101表示32倍过采样, 也就是硬件内部采集32个样本求平均。
    •   110表示64倍过采样, 也就是硬件内部采集64个样本求平均。

过采样倍率越高,ADC转换时间越长,可得到的最大采样频率就越低。

  •   CVA,CVB :

启动AD转换的控制信号。CVA决定1-4通道,CVB决定5-8通道。2个信号可以错开短暂的时间。一般情况可以将CVA,CVB并联在一起。

  •   RAGE :

量程范围选择。0表示正负5V, 1表示正负10V。

  •   RD :

读信号。

  •   RST :

复位信号。

  •   BUSY :

忙信号。

  •   CS :

片选信号。

  •   FRST :

第1个通道样本的指示信号。【注,此引脚可以省略不使用】

  •   VIO :

通信接口电平。

  •   DB0-DB15 :

数据总线。

 

如果采用SPI接口方式,接线框图如下:

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35.3.2 AD7606模块(通用版)

产品规格:

1、 16bit分辨率,内置基准,单5V供电。

2、 8路模拟输入,阻抗1M欧姆。【无需负电源,无需前端模拟运放电路,可直接接传感器输出】

3、 输入范围可以选择正负5V或者正负10V,可通过IO控制量程。

4、 最大采样频率 200Ksps,支持8档过采样设置(可以有效降低抖动)。

5、 通信接口支持SPI或16位总线方式(也支持8位总线,一般用的比较少),接口IO电平可以是5V或3.3V。

重要提示:

1、 AD7606的配置很简单,它没有内部寄存器。量程范围和过采样参数是通过外部IO控制的。采样速率由MCU或DSP提供的脉冲频率控制。

2、 AD7606必须使用单5V供电。

3、 AD7606和MCU之间的通信接口电平由VIO(VDRIVE)引脚控制。也就是说VIO必须接单片机的电源,可以是3.3V也可以是5V。

产品效果:

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8080或者SPI接口方式选择

出厂的AD7606模块缺省是8080并行接口,如果用SPI接口模式,需要修改R1、R2电阻配置。

并口模式跳线:R1 悬空(不贴),R2贴10K电阻。

SPI接口模式跳线:R1 贴10K电阻,R2 悬空(不贴)。

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35.3.3 AD7606模块(屏蔽版)

屏蔽版主要是为了更好的应对复杂的电磁工作,软件代码与非屏蔽版是一样的:

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35.3.4 AD7606模块(磁耦高速隔离)

该款ADC模块采用磁耦隔离技术隔离SPI通信接口,采用DC-DC隔离电源模块隔离供电电源。高速SPI接口,ADC主芯片采用AD7606芯片。8通道200KHz采样。量程和滤波设置通过短路焊点设置。

产品规格

模拟通道 : 8路同步采集。

采样频率 : 最大200KHz。

ADC分辨率 : 16bit。

输入量程 : 正负5V或正负10V (通过焊点切换)。

滤波设置 : 0 - 64 共7级硬件均值滤波。

供电电压 : 5.0V,  耗电最大50mA。

通信接口 : SPI,最大时钟频率 16MHz。

接口电平 : 3.3V 或 5V  (3.3V时,耗电15mA)。

产品特点

1、电源隔离,隔离电压1500V。

2、SPI通信接口隔离,高速磁耦隔离技术。

3、短路点切换量程和过采样(滤波)参数。

4、体积小,2.0mm间距排针,节约主板面积。

产品效果:

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引脚定义和接线图:

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35.4 AD7606关键知识点整理(重要)

驱动AD7606需要对下面这些知识点有个认识。

35.4.1 AD7606基础信息

  •   支持8通道同步采样,每个通道最高200Ksps,16bit分辨率。
  •   真双极模拟输入范围:±10V、±5V。
  •   5V单模拟电源,VDRIVER支持2.3V到5V。
  •   完全集成的数据采集解决方案:
    •   模拟输入钳位保护,可以耐受±16.5V的电压。
    •   具有1MΩ模拟输入阻抗的输入缓冲器。
    •   二阶抗混叠模拟滤波器。
    •   片内精密基准电压及缓冲。
    •   通过数字滤波器,提供过采样功能。
  •   灵活的并行/串行即可,支持SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP等。
  •   性能
    •   模拟输入通道提供7KV ESD。
    •   95.5dB SNR,-107dB THD,±0.5 LSB INL,±0.5 LSB DNL。
    •   低功耗:100mW。
    •   待机功耗:25mW。

 

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35.4.2 AD7606常用引脚的作用

AD7606的封装形式:

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这里把常用的几个引脚做个说明:

  •   AVcc

模拟电源电压,4.75V到5.25V。这是内部前端放大器和ADC内核的电源电压。应将这些电压引脚去偶接AGND。

  •   AGND

模拟地,这些引脚是AD7606上所有模拟电路的接地基准点。所有模拟输入信号和外部基准信号都应参考这些引脚。

  •   OS2 OS1 OS2 :

组合状态选择过采样模式。

    •   000表示无过采样,最大200Ksps采样速率。
    •   001表示2倍过采样, 也就是硬件内部采集2个样本求平均。
    •   010表示4倍过采样, 也就是硬件内部采集4个样本求平均。
    •   011表示8倍过采样, 也就是硬件内部采集8个样本求平均。
    •   100表示16倍过采样, 也就是硬件内部采集16个样本求平均。
    •   101表示32倍过采样, 也就是硬件内部采集32个样本求平均。
    •   110表示64倍过采样, 也就是硬件内部采集64个样本求平均。

过采样倍率越高,ADC转换时间越长,可得到的最大采样频率就越低。

  •   CONVSTA,CONVSTB :

启动AD转换的控制信号。CONVSTA决定1-4通道,CONVSTB决定5-8通道。2个信号可以错开短暂的时间。一般情况可以将CVA,CVB并联在一起。

  •   RAGE :

量程范围选择。0表示正负5V, 1表示正负10V.

  •   RD /SCL:

读信号,低电平有效。

  •   RESET

复位信号。

  •   BUSY :

CONVST A和CONVST B均达到上升沿后,此引脚变为逻辑高电平,表示转换过程已经开始,BUSY输出保持高电平,直到所有通道的转换过程完成为止。BUSY下降沿表示转换数据正被锁存至输出数据寄存器,此时用户就可以读取数据。

  •   CS :

片选信号,低电平有效。

  •   FRST :

第1个通道样本的指示信号。【注,此引脚可以省略不使用】

  •   VDriver:

通信接口电平。

  •   DB0-DB15 :

数据总线。

  •   REF SELECT

内部/外部基准电压选择。如果设置此引脚设为逻辑高电平,使用内部基准电压。如果此引脚设为逻辑低电平,则内部基准电压禁止,必须将外部基准电压加到REFIN/REFOUT引脚。

  •   REFIN/REFOUT

基准电压输入(REFIN)/基准电压输出(REFOUT)引脚,如果REF SELECT引脚设置为逻辑高电平,此引脚将提供2.5V片内基准电压供外部使用。或者可以将REF SELECT引脚设置为逻辑低电平将禁止用内部基准电压。

  •   V1到V8

模拟输入,此引脚为单端模拟输入,此通道的模拟输入范围由RANGE引脚决定。

  •   V1GND到V8GND

模拟输入接地引脚,这些引脚与模拟输入引脚V1到V8对应,所有模拟输入AGND引脚都应连接到系统的AGND平面。

35.4.3 AD7606输出电压计算公式

AD7606的计算公式如下:

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采用二进制补码(其实就是16bit有符号数,将转换结果定义为int16_t即可),因为AD7606支持正负压采集。

  •   VIN

AD7606采集到的电压值范围-32768到32767。

  •   REF

一般使用内部基准,即2.5V。

35.4.4 AD7606时序图

了解时序参数是驱动AD7606能否成功的关键,我们这里对几个重要的参数做个说明。

1、AD7606的CONVST转换时序(转换之后读取数据):

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  •   t5

CONVST A和CONVST B上升沿之间最大允许的延迟时间。一般我们是用一根控制线同时控制CONVST A和CONVST B,因此可以不用管这个时间。

  •   tCYCLE

并行模式,转换后并读取数据的最大值是5us,即最高支持的时钟速度是20MHz及其以上。

  •   tCONV

转换时间。

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第25张图片 

  •   t3

最短的CONVST A/B电平脉冲,最小值25ns。

  •   t4

BUSY下降沿到CS下降沿设置时间,最小值0ns,所以可以忽略。

 2、AD7606的并行驱动模式有两种时序图,一个是独立的CS片选和RD读信号时序图:

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  •   t8

CS到RD的设置时间,最小值是0ns,可以忽略。

  •   t10

RD读信号的低电平脉冲宽度,通信电压不同,时间不同。对于STM32来说,FMC通信电平一般是3.3V,即最小值21ns。

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第27张图片 

  •   t11

RD高电平脉冲宽度,最小值15ns。

  •   t9

CS到RD保持时间,最小值0ns,可以忽略。

  •   t13到t17

这几个参数了解下即可:

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 3、另一个是CS片选和RD相连的方式:

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这个时序里面最重要的是t12

  •   t12

CS和RD的高电平脉冲宽度,最小值22ns。

 

第2个和第3个时序图的主要区别是连续读取8路数据时,一个CS信号是全程低电平,另一个CS信号是与RD信号同步,每读取完一路,拉高一次。

35.4.5 AD7606的过采样

使用过采样可以改善SNR信噪比。SNR性能随着过采样倍率提高而改善,具体参数如下:

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通过这个表,我们可以方便的了解不同过采样下的信噪比,3dB带宽时的频率和最高支持的采样率。

注意正确的理解过采样,比如我们设置是1Ksps采样率,64倍过采样。意思是指每次采样,AD7606会采样64次数据并求平均,相当于AD7606以64Ksps进行采样的,只是将每64个采样点的值做了平均,用户得到的值就是平均后的数值。因此,如果使用AD7606最高的200Ksps采样率,就不可以使用过采样了。

35.5 AD7606的FMC接口硬件设计

FMC硬件接口涉及到的知识点稍多,下面逐一为大家做个说明。

35.5.1 FMC的块区分配

FMC总线可操作的地址范围0x60000000到0xDFFFFFFF,具体的框图如下:

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第31张图片 

从上面的框图可以看出,NOR/PSRAM/SRAM块区有4个片选NE1,NE2,NE3和NE4,但由于引脚复用,部分片选对应的引脚要用于其他功能,而且要控制的总线外设较多,导致片选不够用。因此需要增加译码器。

35.5.2 译码器及其地址计算

有了前面的认识之后再来看下面的译码器电路:

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SN74LVC1G139APWR是双2-4线地址译码器,也就是带了两个译码器。原理图上仅用了一个。下面是139的真值表和引脚功能:

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第33张图片 

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通过上面的原理图和真值表就比较好理解了,真值表的输出是由片选FMC_NE2和地址线FMC_A10、FMC_A11控制。

FMC_NE1 输出低电平:

  •   FMC_A11(B),FMC_A10(A) = 00时,1Y0输出的低电平,选择的是OLED。
  •   FMC_A11(B),FMC_A10(A) = 01时,1Y1输出的低电平,选择的是74HC574。
  •   FMC_A11(B),FMC_A10(A) = 10时,1Y2输出的低电平,选择的是DM9000。
  •   FMC_A11(B),FMC_A10(A) = 11时,1Y3输出的低电平,选择的是AD7606。

然后我们再计算译码器的地址,注意,这里地址的计算都是按照FMC的32bit访问模式计算的,因为我们的V6程序中是将NE1对应的FMC配置为32bit模式了。

具体FMC的32bit访问模式,16bit访问模式和8bit访问模式的区别看下图。

 【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第35张图片

32bit模式下,我们计算A10和A11的时候,实际上需要按HADDR12和HADDR13计算的。

如果来算NE1 + HADDR12 + HADDR13的四种组合地址就是如下:

NE2 + HADDR13 + HADDR12 = 0x64000000 +  0<<13 + 0<<12 = 0x64000000

NE2 + HADDR13 + HADDR12 = 0x64000000 +  0<<13 + 1<<12 = 0x64001000

NE2 + HADDR13 + HADDR12 = 0x64000000 +  1<<13 + 0<<12 = 0x64002000

NE2 + HADDR13 + HADDR12 = 0x64000000 +  1<<13 + 1<<12 = 0x64003000

这样一来,原理图里面给的地址就对应上了。同理如果配置为16位模式和8位模式,大家应该也都会计算了。

35.6 AD7606的FMC接口驱动设计

AD7606的程序驱动框架设计如下:

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第36张图片

有了这个框图,程序设计就比较好理解了。

35.6.1 第1步,AD7606整体驱动框架设计

主要实现了两种采集方式:

(1)软件定时获取方式,适合低速查询获取。

(2)FIFO工作模式,适合8路实时采集,支持最高采样率200Ksps。

 

  方案一:软件定时获取方式代码框架:

可以在硬件定时器中断服务程序或者软件定时器里面实现。

定时器中断ISR:

{
    中断入口;
读取8个通道的采样结果保存到RAM;  ----> 读取的是上次的采集结果,对于连续采集来说,是没有关系的
    启动下次ADC采集;(翻转CVA和CVB)
    中断返回;
}

定时器的频率就是ADC采样频率。这种模式可以不连接BUSY口线。

  方案二:FIFO工作模式框架:

    配置CVA、CVB引脚为PWM输出模式,周期设置为需要的采样频率,之后MCU将产生周期非常稳定的AD转换信号

    将BUSY口线设置为中断下降沿触发模式;

外部中断ISR:
{
    中断入口;
    读取8个通道的采样结果保存到RAM;
}

 

  方案1和方案2的差异

(1)方案1 可以少用 BUSY口线,但是其他中断服务程序或者主程序临时关闭全局中断时,可能导致ADC转换周期存在轻微抖动。

(2)方案2 可以确保采集时钟的稳定性,因为它是MCU硬件产生的,但是需要多接一根BUSY口线。

35.6.2 第2步,AD7606所涉及到的GPIO配置

这里需要把用到的GPIO时钟、FMC时钟、GPIO引脚和复用配置好即可:

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_CtrlLinesConfig
*    功能说明: 配置GPIO口线,FMC管脚设置为复用功能
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
/*
    安富莱STM32-V6开发板接线方法:
    PD0/FMC_D2
    PD1/FMC_D3
    PD4/FMC_NOE        ---- 读控制信号,OE = Output Enable , N 表示低有效
    PD5/FMC_NWE        -XX- 写控制信号,AD7606 只有读,无写信号
    PD8/FMC_D13
    PD9/FMC_D14
    PD10/FMC_D15
    PD14/FMC_D0
    PD15/FMC_D1

    PE7/FMC_D4
    PE8/FMC_D5
    PE9/FMC_D6
    PE10/FMC_D7
    PE11/FMC_D8
    PE12/FMC_D9
    PE13/FMC_D10
    PE14/FMC_D11
    PE15/FMC_D12
    
    PG0/FMC_A10        --- 和主片选FMC_NE2一起译码
    PG1/FMC_A11        --- 和主片选FMC_NE2一起译码
    PG9/FMC_NE2        --- 主片选(TFT, OLED 和 AD7606)    
*/

/* 
    控制AD7606参数的其他IO分配在扩展的74HC574上
    D13 - AD7606_OS0
    D14 - AD7606_OS1
    D15 - AD7606_OS2
    D24 - AD7606_RESET
    D25 - AD7606_RAGE    
*/
static void AD7606_CtrlLinesConfig(void)
{
    /* bsp_fm_io 已配置fmc,bsp_InitExtIO();
       此处可以不必重复配置FMC,其它的要配置。
    */
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_structure;

    /* 使能 GPIO时钟 */
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE();

    /* 使能FMC时钟 */
    __HAL_RCC_FMC_CLK_ENABLE();

    /* 设置 GPIOD 相关的IO为复用推挽输出 */
    gpio_init_structure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    gpio_init_structure.Pull = GPIO_PULLUP;
    gpio_init_structure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    gpio_init_structure.Alternate = GPIO_AF12_FMC;
    
    /* 配置GPIOD */
    gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5  |
                                GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_14 |
                                GPIO_PIN_15;
    HAL_GPIO_Init(GPIOD, &gpio_init_structure);

    /* 配置GPIOE */
    gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 |
                                GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 |
                                GPIO_PIN_15;
    HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_structure);

    /* 配置GPIOG */
    gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1| GPIO_PIN_9;
    HAL_GPIO_Init(GPIOG, &gpio_init_structure);
    
    /* 配置BUSY引脚,默认是普通IO状态 */
    {
        GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
    
        __HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();
                
        BUSY_RCC_GPIO_CLK_ENABLE();        /* 打开GPIO时钟 */

        /* BUSY信号,使用的PE5,用于转换完毕检测 */
        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;   /* 设置推挽输出 */
        GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;       /* 无上拉下拉 */
        GPIO_InitStructure.Pin = BUSY_PIN;           
        HAL_GPIO_Init(BUSY_GPIO, &GPIO_InitStructure);    
    }
    
    /* CONVST 启动ADC转换的GPIO = PC6 */
    {
        GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
        CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE();

        /* 配置PC6 */
        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;        /* 设置推挽输出 */
        GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;            /* 上下拉电阻不使能 */
        GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;    /* GPIO速度等级 */    

        GPIO_InitStructure.Pin = CONVST_PIN;    
        HAL_GPIO_Init(CONVST_GPIO, &GPIO_InitStructure);    
    }
}

这里重点注意AD7606_CONVST和AD7606_BUSY引脚,上电后的默认配置是普通IO。另外还有过采样的3个引脚,量程配置的1个引脚和复位控制的1个引脚,均通过V6板子的扩展IO实现:

/* 设置过采样的IO, 在扩展的74HC574上 */
#define OS0_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS0, 1)
#define OS0_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS0, 0)
#define OS1_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS1, 1)
#define OS1_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS1, 0)
#define OS2_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS2, 1)
#define OS2_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS2, 0)

/* 设置输入量程的GPIO, 在扩展的74HC574上 */
#define RANGE_1()    HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 1)
#define RANGE_0()    HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 0)

/* AD7606复位口线, 在扩展的74HC574上 */
#define RESET_1()    HC574_SetPin(AD7606_RESET, 1)
#define RESET_0()    HC574_SetPin(AD7606_RESET, 0)

35.6.3 第3步,FMC时钟源

STM32F429的FMC总线是挂在AHB3上的,频率与内核主频一样:

 【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第37张图片

一般我们都是将F429的主频设置为168MHz或者180MHz,那么FMC的频率就是168MHz或者180MHz。

35.6.4 第4步,FMC的时序配置(重要)

由于操作AD7606仅需要读操作,而且使用的是FMC总线的Mode_A,那么仅需按照如下时序图配置好即可:

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第38张图片 

根据这个时序图,重点配置好ADDSET地址建立时间和DATAST数据建立时间即可。

  DATAST(DataSetupTime,数据建立时间)

DATAST实际上对应的就是35.4.4小节里面的t10 。RD读信号的低电平脉冲宽度,通信电压不同,时间不同,对于STM32来说,FMC通信电平一般是3.3V,即最小值21ns。

 【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第39张图片

  ADDST(AddressSetupTime,地址建立时间)

DATAST实际上对应的就是35.4.4小节里面的t11 或者t12

  •   如果采用CS(NEx)片选和RD(NOE)读信号独立方式,对应的时间最小15ns,即t11
  •   如果采用CS(NEx)片选和RD(NOE)读信号并联方式,对应的时间最小22ns,即t12 

我们这里将t12作为最小值更合理,因为CS(NEx)片选信号,每读取完一路,拉高一次。

 

有了这些认识后,再来看FMC的时序配置就比较好理解了:

1.    /*
2.    ******************************************************************************************************
3.    *    函 数 名: AD7606_FSMCConfig
4.    *    功能说明: 配置FSMC并口访问时序
5.    *    形    参: 无
6.    *    返 回 值: 无
7.    ******************************************************************************************************
8.    */
9.    static void AD7606_FSMCConfig(void)
10.    {
11.        /* 
12.           DM9000,扩展IO,OLED和AD7606公用一个FMC配置,如果都开启,请以FMC速度最慢的为准。
13.           从而保证所有外设都可以正常工作。
14.        */
15.        SRAM_HandleTypeDef hsram = {0};
16.        FMC_NORSRAM_TimingTypeDef SRAM_Timing = {0};
17.            
18.        /*
19.        AD7606规格书要求(3.3V时,通信电平Vdriver):RD读信号低电平脉冲宽度最短21ns,对应DataSetupTime
20.        CS片选和RD读信号独立方式的高电平脉冲最短宽度15ns。
21.        CS片选和RD读信号并联方式的高电平脉冲最短宽度22ns。
22.        这里将22ns作为最小值更合理些,对应FMC的AddressSetupTime
23.        
24.            4-x-6-x-x-x  : RD高持续35.7ns,低电平持续23.8ns. 读取8路样本数据到内存差不多就是476ns。
25.        */
26.        hsram.Instance  = FMC_NORSRAM_DEVICE;
27.        hsram.Extended  = FMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;
28.        
29.        /* FMC使用的HCLK,主频168MHz,1个FMC时钟周期就是5.95ns */
30.        SRAM_Timing.AddressSetupTime       = 4;  /* 4*5.95ns=23.8ns,地址建立时间,范围0 -15个FMC时钟周
31.                                                     期个数 */
32.        SRAM_Timing.AddressHoldTime        = 0;  /* 地址保持时间,配置为模式A时,用不到此参数 范围1 -15
33.                                                     个时钟周期个数 */
34.        SRAM_Timing.DataSetupTime          = 6;  /* 6*5.95ns=35.7ns,数据保持时间,范围1 -255个时钟周期个
35.                                                   数 */
36.        SRAM_Timing.BusTurnAroundDuration  = 0;  /* 此配置用不到这个参数 */
37.        SRAM_Timing.CLKDivision            = 0;  /* 此配置用不到这个参数 */
38.        SRAM_Timing.DataLatency            = 0;  /* 此配置用不到这个参数 */
39.        SRAM_Timing.AccessMode             = FMC_ACCESS_MODE_A; /* 配置为模式A */
40.    
41.        hsram.Init.NSBank             = FMC_NORSRAM_BANK2;              /* 使用的BANK2,即使用的片选
42.                                                                            FMC_NE2 */
43.        hsram.Init.DataAddressMux     = FMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE;   /* 禁止地址数据复用 */
44.        hsram.Init.MemoryType         = FMC_MEMORY_TYPE_SRAM;           /* 存储器类型SRAM */
45.        hsram.Init.MemoryDataWidth    = FMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_32;   /* 32位总线宽度 */
46.        hsram.Init.BurstAccessMode    = FMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE;  /* 关闭突发模式 */
47.        hsram.Init.WaitSignalPolarity = FMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW;   /* 用于设置等待信号的极性,关闭突
48.                                                                            发模式,此参数无效 */
49.        hsram.Init.WaitSignalActive   = FMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;      /* 关闭突发模式,此参数无效 */
50.        hsram.Init.WriteOperation     = FMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;     /* 用于使能或者禁止写保护 */
51.        hsram.Init.WaitSignal         = FMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;        /* 关闭突发模式,此参数无效 */
52.        hsram.Init.ExtendedMode       = FMC_EXTENDED_MODE_DISABLE;      /* 禁止扩展模式 */
53.        hsram.Init.AsynchronousWait   = FMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;  /* 用于异步传输期间,使能或者禁止
54.                                                                            等待信号,这里选择关闭 */
55.        hsram.Init.WriteBurst         = FMC_WRITE_BURST_DISABLE;        /* 禁止写突发 */
56.        hsram.Init.ContinuousClock    = FMC_CONTINUOUS_CLOCK_SYNC_ONLY; /* 仅同步模式才做时钟输出 */
57.         hsram.Init.WriteFifo          = FMC_WRITE_FIFO_ENABLE;          /* 使能写FIFO */
58.    
59.        /* 初始化SRAM控制器 */
60.        if (HAL_SRAM_Init(&hsram, &SRAM_Timing, &SRAM_Timing) != HAL_OK)
61.        {
62.            /* 初始化错误 */
63.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
64.        }    
65.    }

这里把几个关键的地方阐释下:

  •   第15- 16行,对作为局部变量的HAL库结构体做初始化,防止不确定值配置时出问题。
  •   第30行,地址建立时间,对于AD7606来说,这个地方最小值22ns。这里取值4个FMC时钟周期,即23.8ns。
  •   第32行,地址保持时间,对于FMC模式A来说,此参数用不到。
  •   第34行,数据建立时间,对于AD7606来说,这个地方最小值是21ns。由于DM9000,扩展IO,OLED和AD7606公用一个FMC配置,如果都开启,请以FMC速度最慢的为准,从而保证所有外设都可以正常工作,我们这里取值6个FMC时钟周期,即35.7ns。
  •   第36 – 38行,当前配置用不到这三个参数。
  •   第41行,使用的BANK2,即使用的片选FMC_NE2。

35.6.5 第6步,AD7606的软件定时器读取数据(方案一)

AD7606的软件定时器读取方式比较简单,周期性调用下面两个函数即可:

AD7606_ReadNowAdc();        /* 读取采样结果 */
AD7606_StartConvst();        /* 启动下次转换 */

函数AD7606_ReadNowAdc的实现如下:

/* AD7606 FSMC总线地址,只能读,无需写 */
#define AD7606_RESULT()    *(__IO uint16_t *)0x64003000

void AD7606_ReadNowAdc(void)
{
    g_tAD7606.sNowAdc[0] = AD7606_RESULT();    /* 读第1路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[1] = AD7606_RESULT();    /* 读第2路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[2] = AD7606_RESULT();    /* 读第3路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[3] = AD7606_RESULT();    /* 读第4路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[4] = AD7606_RESULT();    /* 读第5路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[5] = AD7606_RESULT();    /* 读第6路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[6] = AD7606_RESULT();    /* 读第7路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[7] = AD7606_RESULT();    /* 读第8路样本 */

    AD7606_SEGGER_RTTOUT();
}

启动ADC转换的函数实现如下:

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_StartConvst
*    功能说明: 启动1次ADC转换
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_StartConvst(void)
{
    /* page 7:  CONVST 高电平脉冲宽度和低电平脉冲宽度最短 25ns */
    /* CONVST平时为高 */
    CONVST_0();
    CONVST_0();
    CONVST_0();

    CONVST_1();
}

35.6.6 第7步,AD7606的FIFO方式实时读取数据(方案二)

通过下面的框图可以对AD7606的FIFO方式有个整体认识:

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第40张图片

  启动采集函数AD7606_StartRecord

这个函数的主要作用是配置TIM8的CH1 PWM输出并使能BUSY引脚的EXTI中断。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_StartRecord
*    功能说明: 开始采集
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_StartRecord(uint32_t _ulFreq)
{
    AD7606_StopRecord();

    AD7606_Reset();            /* 复位硬件 */
    AD7606_StartConvst();        /* 启动采样,避免第1组数据全0的问题 */

    g_tAdcFifo.usRead = 0;        /* 必须在开启定时器之前清0 */
    g_tAdcFifo.usWrite = 0;
    g_tAdcFifo.usCount = 0;
    g_tAdcFifo.ucFull = 0;

    AD7606_EnterAutoMode(_ulFreq);
}
/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_EnterAutoMode
*    功能说明: 配置硬件工作在自动采集模式,结果存储在FIFO缓冲区。
*    形    参:  _ulFreq : 采样频率,单位Hz,    1k,2k,5k,10k,20K,50k,100k,200k
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_EnterAutoMode(uint32_t _ulFreq)
{
    /* 配置PC6为TIM8_CH1功能,输出占空比50%的方波 */
    bsp_SetTIMOutPWM(CONVST_GPIO, CONVST_PIN, CONVST_TIMX,  CONVST_TIMCH, _ulFreq, 5000);
    
    /* 配置PE5, BUSY 作为中断输入口,下降沿触发 */
    {
        GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
    
        CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE();    /* 打开GPIO时钟 */
        __HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();

        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;    /* 中断下降沿触发 */
        GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;
        GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;        
        GPIO_InitStructure.Pin = BUSY_PIN;
        HAL_GPIO_Init(BUSY_GPIO, &GPIO_InitStructure);    

        HAL_NVIC_SetPriority(BUSY_IRQn, 2, 0);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(BUSY_IRQn);    
    }        
}

  AD7606转换完毕后,中断服务程序的处理。

下面这几个函数的调用关系是

  •   EXTI9_5_IRQHandler调用HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。
  •   HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler调用HAL_GPIO_EXTI_Callback。
  •   HAL_GPIO_EXTI_Callback调用AD7606_ISR。
  •   AD7606_ISR调用AD7606_ReadNowAdc。
/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能说明: 外部中断服务程序。
*    形    参:无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(BUSY_PIN);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能说明: 外部中断服务程序入口, AD7606_BUSY 下降沿中断触发
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    if (GPIO_Pin == BUSY_PIN)
    {
        AD7606_ISR();
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_ISR
*    功能说明: 定时采集中断服务程序
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_ISR(void)
{
    uint8_t i;

    AD7606_ReadNowAdc();

    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        g_tAdcFifo.sBuf[g_tAdcFifo.usWrite] = g_tAD7606.sNowAdc[i];
        if (++g_tAdcFifo.usWrite >= ADC_FIFO_SIZE)
        {
            g_tAdcFifo.usWrite = 0;
        }
        if (g_tAdcFifo.usCount < ADC_FIFO_SIZE)
        {
            g_tAdcFifo.usCount++;
        }
        else
        {
            g_tAdcFifo.ucFull = 1;        /* FIFO 满,主程序来不及处理数据 */
        }
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_ReadNowAdc
*    功能说明: 读取8路采样结果。结果存储在全局变量 g_tAD7606
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_ReadNowAdc(void)
{
    g_tAD7606.sNowAdc[0] = AD7606_RESULT();    /* 读第1路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[1] = AD7606_RESULT();    /* 读第2路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[2] = AD7606_RESULT();    /* 读第3路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[3] = AD7606_RESULT();    /* 读第4路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[4] = AD7606_RESULT();    /* 读第5路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[5] = AD7606_RESULT();    /* 读第6路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[6] = AD7606_RESULT();    /* 读第7路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[7] = AD7606_RESULT();    /* 读第8路样本 */

    AD7606_SEGGER_RTTOUT();
}

这里的FIFO比较好理解,与前面按键FIFO章节的实现是一样的,详情可重温下按键FIFO的实现。

35.6.7 第8步,AD7606的双缓冲方式存储思路

为了方便大家实时处理采集的数据,专门预留了一个弱定义函数AD7606_SEGGER_RTTOUT,方便大家将采集函数存储到双缓冲里面,这个函数是在中断服务程序里面调用的。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_ReadNowAdc
*    功能说明: 读取8路采样结果。结果存储在全局变量 g_tAD7606
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
/* 弱定义,方便用户将采集的结果实时输出 */
__weak void AD7606_SEGGER_RTTOUT(void)
{
    
}

void AD7606_ReadNowAdc(void)
{
    g_tAD7606.sNowAdc[0] = AD7606_RESULT();    /* 读第1路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[1] = AD7606_RESULT();    /* 读第2路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[2] = AD7606_RESULT();    /* 读第3路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[3] = AD7606_RESULT();    /* 读第4路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[4] = AD7606_RESULT();    /* 读第5路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[5] = AD7606_RESULT();    /* 读第6路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[6] = AD7606_RESULT();    /* 读第7路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[7] = AD7606_RESULT();    /* 读第8路样本 */

    AD7606_SEGGER_RTTOUT();
}

本章是将此函数用于实时采集数据并输出到J-Scope。

35.6.8 第9步,AD7606过采样设置

AD7606的过采样实现比较简单,通过IO引脚就可以控制,支持2倍,4倍,8倍,16倍,32倍和64倍过采样设置。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_SetOS
*    功能说明: 配置AD7606数字滤波器,也就设置过采样倍率。
*              通过设置 AD7606_OS0、OS1、OS2口线的电平组合状态决定过采样倍率。
*              启动AD转换之后,AD7606内部自动实现剩余样本的采集,然后求平均值输出。
*
*              过采样倍率越高,转换时间越长。
*              0、无过采样时,AD转换时间 = 3.45us - 4.15us
*              1、2倍过采样时 = 7.87us - 9.1us
*              2、4倍过采样时 = 16.05us - 18.8us
*              3、8倍过采样时 = 33us - 39us
*              4、16倍过采样时 = 66us - 78us
*              5、32倍过采样时 = 133us - 158us
*              6、64倍过采样时 = 257us - 315us
*
*    形    参: _ucOS : 过采样倍率, 0 - 6
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_SetOS(uint8_t _ucOS)
{
    g_tAD7606.ucOS = _ucOS;
    switch (_ucOS)
    {
        case AD_OS_X2:
            OS2_0();
            OS1_0();
            OS0_1();
            break;

        case AD_OS_X4:
            OS2_0();
            OS1_1();
            OS0_0();
            break;

        case AD_OS_X8:
            OS2_0();
            OS1_1();
            OS0_1();
            break;

        case AD_OS_X16:
            OS2_1();
            OS1_0();
            OS0_0();
            break;

        case AD_OS_X32:
            OS2_1();
            OS1_0();
            OS0_1();
            break;

        case AD_OS_X64:
            OS2_1();
            OS1_1();
            OS0_0();
            break;

        case AD_OS_NO:
        default:
            g_tAD7606.ucOS = AD_OS_NO;
            OS2_0();
            OS1_0();
            OS0_0();
            break;
    }
}

35.6.9 第10步,AD7606量程设置

AD7606支持两种量程,±5V和±10V,实现代码如下:

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_SetInputRange
*    功能说明: 配置AD7606模拟信号输入量程。
*    形    参: _ucRange : 0 表示正负5V   1表示正负10V
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_SetInputRange(uint8_t _ucRange)
{
    if (_ucRange == 0)
    {
        g_tAD7606.ucRange = 0;
        RANGE_0();    /* 设置为正负5V */
    }
    else
    {
        g_tAD7606.ucRange = 1;
        RANGE_1();    /* 设置为正负10V */
    }
}

35.6.10   第11步,操作数据位宽注意事项

在bsp_fmc_ad7606.c文件开头有个宏定义

#define AD7606_RESULT() *(__IO uint16_t *)0x64003000

特别注意,这里是要操作地址0x64003000上的16位数据空间,即做了一个强制转换uint16_t *。

35.7 AD7606板级支持包(bsp_fmc_ad7606.c)

AD7606驱动文件bsp_fmc_ad7606.c主要实现了如下几个API供用户调用:

  •   bsp_InitAD7606
  •   AD7606_SetOS
  •   AD7606_SetInputRange
  •   AD7606_Reset
  •   AD7606_StartConvst
  •   AD7606_ReadNowAdc
  •   AD7606_EnterAutoMode
  •   AD7606_StartRecord
  •   AD7606_StopRecord
  •   AD7606_FifoNewData
  •   AD7606_ReadFifo
  •   AD7606_FifoFull

35.7.1 函数bsp_InitAD7606

函数原型:

void bsp_InitAD7606(void)

函数描述:

主要用于AD7606的初始化。

35.7.2 函数AD7606_SetOS

函数原型:

void AD7606_SetOS(uint8_t _ucOS)

函数描述:

此函数用于配置AD7606数字滤波器,也就设置过采样倍率。通过设置 AD7606_OS0、OS1、OS2口线的电平组合状态决定过采样倍率。启动AD转换之后,AD7606内部自动实现剩余样本的采集,然后求平均值输出。

过采样倍率越高,转换时间越长。

无过采样时,AD转换时间 = 3.45us - 4.15us。

2倍过采样时 = 7.87us - 9.1us。

4倍过采样时 = 16.05us - 18.8us。

8倍过采样时 = 33us - 39us。

16倍过采样时 = 66us - 78us。

32倍过采样时 = 133us - 158us。

64倍过采样时 = 257us - 315us。

函数参数:

  •   第1个参数为范围0 – 6,分别对应无过采样,2倍过采样,4倍过采样,8倍过采样,16倍过采样,32倍过采样和64倍过采样。

35.7.3 函数AD7606_SetInputRange

函数原型:

void AD7606_SetInputRange(uint8_t _ucRange)

函数描述:

配置AD7606模拟信号输入量程。

函数参数:

  •   第1个参数为0 表示正负5V ,1表示正负10V。

35.7.4 函数AD7606_Reset

函数原型:

void AD7606_Reset(void)

函数描述:

此函数用于硬件复位AD7606,复位之后恢复到正常工作状态。

35.7.5 函数AD7606_StartConvst

函数原型:

void AD7606_StartConvst(void)

函数描述:

此函数用于启动1次ADC转换。

35.7.6 函数AD7606_ReadNowAdc

函数原型:

void AD7606_ReadNowAdc(void)

函数描述:

此函数用于读取8路采样结果,结果存储在全局变量 g_tAD7606。

35.7.7 函数AD7606_EnterAutoMode

函数原型:

void AD7606_EnterAutoMode(uint32_t _ulFreq)

函数描述:

此函数用于配置硬件工作在自动采集模式,结果存储在FIFO缓冲区。一般不单独调用,函数AD7606_StartRecord会调用。

函数参数:

  •   第1个参数是采样频率,范围1-200KHz,单位Hz。

35.7.8 函数AD7606_StartRecord

函数原型:

void AD7606_StartRecord(uint32_t _ulFreq)

函数描述:

用于启动采集。

函数参数:

  •   第1个参数是采样频率,范围1-200KHz,单位Hz。

35.7.9 函数AD7606_StopRecord

函数原型:

void AD7606_StopRecord(void)

函数描述:

此函数用于停止采集定时器。函数AD7606_StartRecord和AD7606_StopRecord是配套的。

35.7.10   函数AD7606_FifoNewData

函数原型:

uint8_t AD7606_HasNewData(void)

函数描述:

此函数用于判断FIFO中是否有新数据。

函数参数:

  •   返回值,1 表示有,0表示暂无数据。

35.7.11   函数AD7606_ReadFifo

函数原型:

uint8_t AD7606_ReadFifo(uint16_t *_usReadAdc)

函数描述:

此函数用于从FIFO中读取一个ADC值。

函数参数:

  •   第1个参数是存放ADC结果的变量指针。
  •   返回值,1 表示OK,0表示暂无数据。

35.7.12   函数AD7606_FifoFull

函数原型:

uint8_t AD7606_FifoFull(void)

函数描述:

此函数用于判断FIFO是否满。

函数参数:

  •   返回值,1 表示满,0表示未满。

35.8 J-Scope实时展示AD7606采集数据说明

J-Scope专题教程(实时展示要用J-Scope的RTT模式),本章配套例子也做了支持:

http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86881 。

看完专题教程,基本就会操作了,这里有三点注意事项需要大家提前有个了解。另外,推荐使用MDK版工程测试J-Scope,IAR版容易测试不正常。

35.8.1 J-Scope闪退问题解决办法

如下界面,不要点击选择按钮,闪退就是因为点击了这个选择按钮。

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第41张图片 

直接手动填写型号即可,比如STM32H743XI,STM32F429BI,STM32F407IG,STM32F103ZE等。

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第42张图片 

35.8.2 J-Scope多通道传输实现

J-Scope的多通道传输配置好函数SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer即可,主要是通过第2个参数实现的。

/*
        配置通道1,上行配置
        默认情况下,J-Scope仅显示1个通道。
        上传1个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2
        上传2个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2
        上传3个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2
        上传4个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2
        上传5个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2
        上传6个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2
        上传7个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2
        上传8个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2i2
    */    
    SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(1, "JScope_i2", buf, 20480, SEGGER_RTT_MODE_NO_BLOCK_SKIP);

使用函数SEGGER_RTT_Write上传数据时,要跟配置的通道数匹配,比如配置的三个通道,就需要调用三次函数:

SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[0]), 2);
SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[1]), 2);    
SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[2]), 2);

 

多路效果:

 【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第43张图片

35.8.3 J-Scope带宽问题

普通的JLINK时钟速度8 - 12MHz时, J-Scope的速度基本可以达到500KB/S(注意,单位是字节)AD7606的最高采样率是200Ksps,16bit,那么一路采集就有400KB/S的速速,所以要根据设置的采样率设置要显示的J-Scope通道数,如果超出了最高通信速度,波形显示会混乱。

 

       200Ksps时,实时显示1路

       100Ksps时,实时显示2路

       50Ksps时, 实时显示4路

       25Ksps时, 实时显示8路

 

实际速度以底栏的展示为准,如果与设置的速度差异较大,说明传输异常了。

 【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第44张图片

35.9 AD7606驱动移植和使用

AD7606移植步骤如下:

  •   第1步:复制bsp_fmc_ad7606.c和bsp_fmc_ad7606.h到自己的工程目录,并添加到工程里面。
  •   第2步:根据使用的CONVST引脚,BUSY引脚,过采样引脚,量程控制引脚,复位引脚,修改bsp_fmc_ad7606.c开头的宏定义。

这里要特别注意过采样引脚,量程控制引脚和复位引脚是采用的扩展IO,需要大家根据自己的情况修改。

/* CONVST 启动ADC转换的GPIO = PC6 */
#define CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE
#define CONVST_TIM8_CLK_DISABLE     __HAL_RCC_TIM8_CLK_DISABLE
#define CONVST_GPIO        GPIOC
#define CONVST_PIN        GPIO_PIN_6
#define CONVST_TIMX        TIM8
#define CONVST_TIMCH    1

/* BUSY 转换完毕信号 = PE5 */
#define BUSY_RCC_GPIO_CLK_ENABLE __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE
#define BUSY_GPIO        GPIOE
#define BUSY_PIN        GPIO_PIN_5
#define BUSY_IRQn        EXTI9_5_IRQn
#define BUSY_IRQHandler    EXTI9_5_IRQHandler

/* 设置过采样的IO, 在扩展的74HC574上 */
#define OS0_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS0, 1)
#define OS0_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS0, 0)
#define OS1_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS1, 1)
#define OS1_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS1, 0)
#define OS2_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS2, 1)
#define OS2_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS2, 0)

/* 启动AD转换的GPIO : PC6 */
#define CONVST_1()        CONVST_GPIO->BSRR = CONVST_PIN
#define CONVST_0()        CONVST_GPIO->BSRR = ((uint32_t)CONVST_PIN << 16U)

/* 设置输入量程的GPIO, 在扩展的74HC574上 */
#define RANGE_1()    HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 1)
#define RANGE_0()    HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 0)

/* AD7606复位口线, 在扩展的74HC574上 */
#define RESET_1()    HC574_SetPin(AD7606_RESET, 1)
#define RESET_0()    HC574_SetPin(AD7606_RESET, 0)
  •   第3步:根据具体用到的FMC引脚,修改函数AD7606_CtrlLinesConfig里面做的IO配置。
  •   第4步:根据使用的FMC BANK,修改函数AD7606_FSMCConfig里面的BANK配置,这点非常容易疏忽。
  •   第5步:初始化AD7606。
bsp_InitAD7606();    /* 配置AD7606所用的GPIO */
  •   第6步:AD7606驱动主要用到HAL库的FMC驱动文件,简单省事些可以添加所有HAL库C源文件进来。
  •   第7步:应用方法看本章节配套例子即可。

35.10          实验例程设计框架

通过程序设计框架,让大家先对配套例程有一个全面的认识,然后再理解细节,本次实验例程的设计框架如下:

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第45张图片

  第1阶段,上电启动阶段:

  • 这部分在第14章进行了详细说明。

  第2阶段,进入main函数:

  •   第1部分,硬件初始化,主要是HAL库,系统时钟,滴答定时器和LED。
  •   第2部分,应用程序设计部分,测试AD7606的两种采集方案。

35.11          实验例程说明(MDK)

配套例子:

V6-016_AD7606的FMC总线驱动方式实现(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)

实验目的:

  1. 学习AD7606的FMC驱动方式实现。

重要提示:

  1. 板子上电后,默认是软件定时采集,0.5秒一次,适合串口展示数据。
  2. 如果需要使用J-Scope实时展示采集的波形效果,需要按下K2按键切换到FIFO模式。
  3. 如果使用的JLINK速度不够快,导致J-Scope无法最高速度实时上传,可以使用摇杆上下键设置过采样来降低上传速度。
  4. 默认情况下,程序仅上传了AD7606通道1采集的数据。
  5. 串口数据展示推荐使用SecureCRT,因为数据展示做了特别处理,方便采集数据在串口软件同一个位置不断刷新。

实验内容:

1、AD7606的FMC驱动做了两种采集方式

(1)软件定时获取方式,适合低速查询获取。

(2)FIFO工作模式,适合8路实时采集,支持最高采样率200Ksps。

2、数据展示方式:

(1)软件查询方式,数据通过串口打印输出。

(2)FIFO工作模式,数据通过J-Scope实时输出。

(3)J-Scope的实时输出方法请看V6板子用户手册对应的AD7606章节。

3、将模拟输入接地时,采样值是0左右。

4、模拟输入端悬空时,采样值在某个范围浮动(这是正常的,这是AD7606内部输入电阻导致的浮动电压)。

5、出厂的AD7606模块缺省是8080 并行接口。如果用SPI接口模式,需要修改 R1 R2电阻配置。

6、配置CVA CVB 引脚为PWM输出模式,周期设置为需要的采样频率,之后MCU将产生周期非常稳定的AD转换信号。

实验操作:

  1. 启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
  2. K1键       : 切换量程(5V或10V)。
  3. K2键       : 进入FIFO工作模式。
  4. K3键       : 进入软件定时采集模式。
  5. 摇杆上下键 : 调节过采样参数。

上电后串口打印的信息:

波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1。

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第46张图片
 

J-Scope波形效果:

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程序设计:

  系统栈大小分配:

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  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参:无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 
       STM32F429 HAL 库初始化,此时系统用的还是F429自带的16MHz,HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系统时钟到168MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder:
       - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
       - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V5开发板用户手册第8章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();   /* 初始化扩展IO */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
    BEEP_InitHard();   /* 初始化蜂鸣器 */

    /* 针对不同的应用程序,添加需要的底层驱动模块初始化函数 */    
    bsp_InitAD7606();    /* 配置AD7606所用的GPIO */

}

  主功能:

主程序实现如下操作:

  •   启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
  •   K1键       : 切换量程(5V或10V)。
  •   K2键       : 进入FIFO工作模式。
  •   K3键       : 进入软件定时采集模式。
  •   摇杆上下键 : 调节过采样参数。
/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
    
    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */

    DemoFmcAD7606(); /* AD7606测试 */
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: DemoFmcAD7606
*    功能说明: AD7606测试
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void DemoFmcAD7606(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;
    uint8_t ucRefresh = 0;
    uint8_t ucFifoMode;
    
    sfDispMenu();        /* 打印命令提示 */

    ucFifoMode = 0;         /* AD7606进入普通工作模式 */
    ucRefresh = 0;        /* 数据在串口刷新的标志 */
    
    AD7606_SetOS(AD_OS_NO);        /* 无过采样 */
    AD7606_SetInputRange(1);    /* 0表示输入量程为正负5V, 1表示正负10V */
    AD7606_StartConvst();        /* 启动1次转换 */

    bsp_StartAutoTimer(0, 500);    /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
    bsp_StartAutoTimer(3, 200);    /* 启动1个200ms的自动重装的定时器 */
    
    /*
        配置通道1,上行配置
        默认情况下,J-Scope仅显示1个通道。
        上传1个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2
        上传2个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2
        上传3个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2
        上传4个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2
        上传5个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2
        上传6个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2
        上传7个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2
        上传8个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2i2
    */    
    SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(1, "JScope_i2", buf, 20480, SEGGER_RTT_MODE_NO_BLOCK_SKIP);

    while(1)
    {
        bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
        
        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer(3))    
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }
        
        if (ucRefresh == 1)
        {
            ucRefresh = 0;

            /* 处理数据 */
            AD7606_Mak();
                                         
            /* 打印ADC采样结果 */
            AD7606_Disp();        
        }

        if (ucFifoMode == 0)    /* AD7606 普通工作模式 */
        {
            if (bsp_CheckTimer(0))
            {
                /* 每隔500ms 进来一次. 由软件启动转换 */
                AD7606_ReadNowAdc();        /* 读取采样结果 */
                AD7606_StartConvst();        /* 启动下次转换 */

                ucRefresh = 1;    /* 刷新显示 */
            }
        }
        else
        {
            /*
                在FIFO工作模式,bsp_AD7606自动进行采集,数据存储在FIFO缓冲区。
                结果可以通过下面的函数读取:
                uint8_t AD7606_ReadFifo(uint16_t *_usReadAdc)

                大家可以将数据保存到SD卡,或者保存到外部SRAM。

                本例未对FIFO中的数据进行处理,进行打印当前最新的样本值和J-Scope的实时输出展示。

                如果主程序不能及时读取FIFO数据,那么 AD7606_FifoFull() 将返回真。

                8通道200K采样时,数据传输率 = 200 000 * 2 * 8 = 3.2MB/S
            */

            if (bsp_CheckTimer(0))
            {
                ucRefresh = 1;    /* 刷新显示 */
            }
        }

        /* 按键检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。这个函数不会
        等待按键按下,这样我们可以在while循环内做其他的事情 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
        if (ucKeyCode != KEY_NONE)
        {
            
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下 切换量程 */
                    if (g_tAD7606.ucRange == 0)
                    {
                        AD7606_SetInputRange(1);
                    }
                    else
                    {
                        AD7606_SetInputRange(0);
                    }
                    ucRefresh = 1;
                    break;

                case KEY_DOWN_K2:                        /* K2键按下 */
                    ucFifoMode = 1;                      /* AD7606进入FIFO工作模式 */
                    g_tAD7606.ucOS = 1;                    /* 无过采样 */
                    AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);    /* 启动100kHz采样速率 */
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);       /* 设置无过采样 */
                    printf("\33[%dA", (int)1);          /* 光标上移n行 */    
                    printf("AD7606进入FIFO工作模式 (200KHz 8通道同步采集)...\r\n");
                    break;

                case KEY_DOWN_K3:            /* K3键按下 */
                    AD7606_StopRecord();    /* 停止记录 */
                    ucFifoMode = 0;         /* AD7606进入普通工作模式 */
                    g_tAD7606.ucOS = 0;     /* 无过采样 */
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
                    printf("\33[%dA", (int)1);  /* 光标上移n行 */
                    printf("AD7606进入普通工作模式(0.5s定时8通道同步采集)...\r\n");
                    break;

                case JOY_DOWN_U:            /* 摇杆UP键按下 */
                    if (g_tAD7606.ucOS < 6)
                    {
                        g_tAD7606.ucOS++;
                    }
                    
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);

                    /* 如果是FIFO模式,*/
                    if(ucFifoMode == 1)
                    {
                            /* 启动当前过采样下最高速度 */
                        AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);    
                    }
                    
                    ucRefresh = 1;
                    break;

                case JOY_DOWN_D:            /* 摇杆DOWN键按下 */
                    if (g_tAD7606.ucOS > 0)
                    {
                        g_tAD7606.ucOS--;
                    }
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
                    ucRefresh = 1;
                    
                    /* 如果是FIFO模式,*/
                    if(ucFifoMode == 1)
                    {
/* 启动当前过采样下最高速度 */
                        AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);    
                    }
                    break;

                default:
                    /* 其他的键值不处理 */
                    break;
            }
        }
    }
}

35.12          实验例程说明(IAR)

配套例子:

V6-016_AD7606的FMC总线驱动方式实现(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)

实验目的:

  1. 学习AD7606的FMC驱动方式实现。

重要提示:

  1. 板子上电后,默认是软件定时采集,0.5秒一次,适合串口展示数据。
  2. 如果需要使用J-Scope实时展示采集的波形效果,需要按下K2按键切换到FIFO模式。
  3. 如果使用的JLINK速度不够快,导致J-Scope无法最高速度实时上传,可以使用摇杆上下键设置过采样来降低上传速度。
  4. 默认情况下,程序仅上传了AD7606通道1采集的数据。
  5. 串口数据展示推荐使用SecureCRT,因为数据展示做了特别处理,方便采集数据在串口软件同一个位置不断刷新。

实验内容:

1、AD7606的FMC驱动做了两种采集方式

(1)软件定时获取方式,适合低速查询获取。

(2)FIFO工作模式,适合8路实时采集,支持最高采样率200Ksps。

2、数据展示方式:

(1)软件查询方式,数据通过串口打印输出。

(2)FIFO工作模式,数据通过J-Scope实时输出。

(3)J-Scope的实时输出方法请看V6板子用户手册对应的AD7606章节。

3、将模拟输入接地时,采样值是0左右。

4、模拟输入端悬空时,采样值在某个范围浮动(这是正常的,这是AD7606内部输入电阻导致的浮动电压)。

5、出厂的AD7606模块缺省是8080 并行接口。如果用SPI接口模式,需要修改 R1 R2电阻配置。

6、配置CVA CVB 引脚为PWM输出模式,周期设置为需要的采样频率,之后MCU将产生周期非常稳定的AD转换信号。

实验操作:

  1. 启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
  2. K1键       : 切换量程(5V或10V)。
  3. K2键       : 进入FIFO工作模式。
  4. K3键       : 进入软件定时采集模式。
  5. 摇杆上下键 : 调节过采样参数。

上电后串口打印的信息:

波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1。

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第50张图片 

J-Scope波形效果:

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第51张图片 

模块插入位置:

【STM32F429开发板用户手册】第35章 STM32F429的FMC总线应用之驱动AD7606(8通道同步采样, 16bit, 正负10V)_第52张图片 

程序设计:

  系统栈大小分配:

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  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参:无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 
       STM32F407 HAL 库初始化,此时系统用的还是F407自带的16MHz,HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系统时钟到168MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder:
       - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
       - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V5开发板用户手册第8章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();  /* 初始化扩展IO */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
    BEEP_InitHard();  /* 初始化蜂鸣器 */

    /* 针对不同的应用程序,添加需要的底层驱动模块初始化函数 */
    bsp_InitAD7606();    /* 配置AD7606所用的GPIO */

}

  主功能:

主程序实现如下操作:

  •   启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
  •   K1键       : 切换量程(5V或10V)。
  •   K2键       : 进入FIFO工作模式。
  •   K3键       : 进入软件定时采集模式。
  •   摇杆上下键 : 调节过采样参数。
/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
    
    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */

    DemoFmcAD7606(); /* AD7606测试 */
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: DemoFmcAD7606
*    功能说明: AD7606测试
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void DemoFmcAD7606(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;
    uint8_t ucRefresh = 0;
    uint8_t ucFifoMode;
    
    sfDispMenu();        /* 打印命令提示 */

    ucFifoMode = 0;         /* AD7606进入普通工作模式 */
    ucRefresh = 0;        /* 数据在串口刷新的标志 */
    
    AD7606_SetOS(AD_OS_NO);        /* 无过采样 */
    AD7606_SetInputRange(1);    /* 0表示输入量程为正负5V, 1表示正负10V */
    AD7606_StartConvst();        /* 启动1次转换 */

    bsp_StartAutoTimer(0, 500);    /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
    bsp_StartAutoTimer(3, 200);    /* 启动1个200ms的自动重装的定时器 */
    
    /*
        配置通道1,上行配置
        默认情况下,J-Scope仅显示1个通道。
        上传1个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2
        上传2个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2
        上传3个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2
        上传4个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2
        上传5个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2
        上传6个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2
        上传7个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2
        上传8个通道的波形,配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2i2
    */    
    SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(1, "JScope_i2", buf, 20480, SEGGER_RTT_MODE_NO_BLOCK_SKIP);

    while(1)
    {
        bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
        
        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer(3))    
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }
        
        if (ucRefresh == 1)
        {
            ucRefresh = 0;

            /* 处理数据 */
            AD7606_Mak();
                                         
            /* 打印ADC采样结果 */
            AD7606_Disp();        
        }

        if (ucFifoMode == 0)    /* AD7606 普通工作模式 */
        {
            if (bsp_CheckTimer(0))
            {
                /* 每隔500ms 进来一次. 由软件启动转换 */
                AD7606_ReadNowAdc();        /* 读取采样结果 */
                AD7606_StartConvst();        /* 启动下次转换 */

                ucRefresh = 1;    /* 刷新显示 */
            }
        }
        else
        {
            /*
                在FIFO工作模式,bsp_AD7606自动进行采集,数据存储在FIFO缓冲区。
                结果可以通过下面的函数读取:
                uint8_t AD7606_ReadFifo(uint16_t *_usReadAdc)

                大家可以将数据保存到SD卡,或者保存到外部SRAM。

                本例未对FIFO中的数据进行处理,进行打印当前最新的样本值和J-Scope的实时输出展示。

                如果主程序不能及时读取FIFO数据,那么 AD7606_FifoFull() 将返回真。

                8通道200K采样时,数据传输率 = 200 000 * 2 * 8 = 3.2MB/S
            */

            if (bsp_CheckTimer(0))
            {
                ucRefresh = 1;    /* 刷新显示 */
            }
        }

        /* 按键检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。这个函数不会
        等待按键按下,这样我们可以在while循环内做其他的事情 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
        if (ucKeyCode != KEY_NONE)
        {
            
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下 切换量程 */
                    if (g_tAD7606.ucRange == 0)
                    {
                        AD7606_SetInputRange(1);
                    }
                    else
                    {
                        AD7606_SetInputRange(0);
                    }
                    ucRefresh = 1;
                    break;

                case KEY_DOWN_K2:                        /* K2键按下 */
                    ucFifoMode = 1;                      /* AD7606进入FIFO工作模式 */
                    g_tAD7606.ucOS = 1;                    /* 无过采样 */
                    AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);    /* 启动100kHz采样速率 */
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);       /* 设置无过采样 */
                    printf("\33[%dA", (int)1);          /* 光标上移n行 */    
                    printf("AD7606进入FIFO工作模式 (200KHz 8通道同步采集)...\r\n");
                    break;

                case KEY_DOWN_K3:            /* K3键按下 */
                    AD7606_StopRecord();    /* 停止记录 */
                    ucFifoMode = 0;         /* AD7606进入普通工作模式 */
                    g_tAD7606.ucOS = 0;     /* 无过采样 */
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
                    printf("\33[%dA", (int)1);  /* 光标上移n行 */
                    printf("AD7606进入普通工作模式(0.5s定时8通道同步采集)...\r\n");
                    break;

                case JOY_DOWN_U:            /* 摇杆UP键按下 */
                    if (g_tAD7606.ucOS < 6)
                    {
                        g_tAD7606.ucOS++;
                    }
                    
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);

                    /* 如果是FIFO模式,*/
                    if(ucFifoMode == 1)
                    {
                            /* 启动当前过采样下最高速度 */
                        AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);    
                    }
                    
                    ucRefresh = 1;
                    break;

                case JOY_DOWN_D:            /* 摇杆DOWN键按下 */
                    if (g_tAD7606.ucOS > 0)
                    {
                        g_tAD7606.ucOS--;
                    }
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
                    ucRefresh = 1;
                    
                    /* 如果是FIFO模式,*/
                    if(ucFifoMode == 1)
                    {
/* 启动当前过采样下最高速度 */
                        AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);    
                    }
                    break;

                default:
                    /* 其他的键值不处理 */
                    break;
            }
        }
    }

35.13   总结

本章节涉及到的知识点非常多,实战性较强,需要大家稍花点精力去研究。

 

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