STM32CubeMX + AD7606 + FSMC 使用FSMC完成对8080并口的数据读取

AD7606部分

AD7606是一款采样率最高200ksps、8通道、16位AD芯片，可使用8080并口、按字节并口、SPI串行等方式读取AD转换的原始数据。

实验时使用的是安富莱的AD7606模块。

各引脚的作用：

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。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 （输入）： 启动AD转换的控制信号。CVA决定1-4通道，CVB决定5-8通道，此实验中使STM32的某个引脚输出频率为200kHz，占空比为50%的PWM，启动AD转换。

RAGE（输入） : 量程范围选择。0表示正负5V, 1表示正负10V.

RD （输入）: 读信号，控制RD以控制数据在8080并口输出。RD输入一个下降沿，就在8080并口输出下一个通道的数据。

RST （输入）: 复位信号，在上电后都要复位，高电平复位。

BUSY （输出）: 忙信号，当CVA,CVB的信号启动AD转换，BUSY变为高，当转换完成后BUSY变为低，随后可通过控制RD将本次转换结果数据输出在8080并口。
CS （输入）: 片选信号，低电平有效，只使用单片AD7606的话可一直保持低电平。
FRST（输出） : 第1个通道样本的指示信号，不使用
VIO : 通信接口电平，一般单片机IO电平都为3.3V
DB0-DB15 : 8080数据总线。

总结一下整个数据采集过程：

STM32的CONVST输出频率为200kHz的PWM，当产生上升沿时，AD7606采样保持器保持8个通道的电平，进行AD转换，同时BUSY信号变为高电平，当AD转换完成时，BUSY信号从高电平变为低电平，之后我们就可以开始获取数据了，先在RD产生一个下降沿，DB0~DB15输出通道1的数据，再在RD产生一个下降沿，DB0~DB15输出通道2的数据，以此类推，直至8个通道数据依次输出，从而完成8个通道数据的采集。

在实验中测试发现：8个通道的原始数据通过STM32的FSMC采集耗时大约0.61us，而AD芯片完成8个通道的转换耗时大约4us（手册上的数据），所以我们可以在每次转换开始时（BUSY信号上升沿后）进行数据采集，这样我们每次采集的数据都是上次转换的结果。当我们数据采集完成后，AD芯片的本次转换还未完成，所以不会对数据产生影响（搜索手册中 CONVST时序—转换期间读取）。

 

FSMC部分

本次实验中将AD7606配置为无过采样，通过BUSY触发STM32F407ZG的外部中断引脚，在中断回调函数中，使用STM32的FSMC通过8080并口读取8个通道的采样数据。

由于我们对AD7606只进行读操作，与在FSMC的应用中控制ROM（只读）的情况比较接近。

从时序图上看也比较类似：

所以我们直接将NOE连接至AD7606的RD。

NEx可连接至AD7606的CS，但此次实验中只用了一片AD芯片，所以我们直接使AD7606的CS保持低电平。

NWE是写操作信号，不需要。

D[15:0]连接至DB0~DB15。

 

要使我们能够顺利读取AD7606的数据，还需设置ADDSET、DATAST这两个值设置NOE的高低电平宽度。

在AD7606的手册中要求RD高电平脉冲最短宽度为15ns，低电平最短宽度为21ns（当VIO为3.3V时）。

在时钟数中可以看到HCLK频率为168MHz，即HCLK周期约为5.95ns，所以我们将ADDSET设置为3（大于15ns），DATAST设置为4（大于21ns）。

所以我们在STM32CubeMX中，配置FSMC：

到此为止，STM32CubeMX中的FSMC部分配置都完成了，点击生成代码。

在fsmc.c中：

可以看到AddressSetupTime被设置为了3，DataSetupTime被设置为了4，剩下的4个值都是默认值，在我们设置的FSMC模式下是没有影响的（详情在STM32F4XX中文参考手册的表198），但是以防万一把这4个值都改成了0。

 

初步实验FSMC

①设置OS0、OS1、OS2、RANGE

②RESET下降沿复位AD7606

③CS设置为低电平

④在CONVSTA、CONVSTB输入一个下降沿，使AD7606开始AD转换

⑤延时一段时间，使用FSMC读取：

具体为什么是0x6C000000我也不知道=  =。

/* AD7606 FSMC总线地址，只能读，无需写 */
#define AD7606_RESULT()	*(__IO uint16_t *)0x6C000000
    
int16_t RawData[8];
RawData[0]=AD7606_RESULT();
RawData[1]=AD7606_RESULT();
RawData[2]=AD7606_RESULT();
RawData[3]=AD7606_RESULT();
RawData[4]=AD7606_RESULT();
RawData[5]=AD7606_RESULT();
RawData[6]=AD7606_RESULT();
RawData[7]=AD7606_RESULT();

此时一切顺利的话已经可以读取到原始数据了。

 

其他

为了使采样率达到200ksps，我们在PC6输出一个频率为200kHz的PWM方波，将PC8连接至AD7606的CONVSTA、CONVSTB。

将PG8设置为外部中断触发模式

在main.c中 重定义HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)外部中断回调函数。

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  //if(GPIO_Pin == BUSY_Pin)
  {
    RawData[0]=AD7606_RESULT();
    RawData[1]=AD7606_RESULT();
    RawData[2]=AD7606_RESULT();
    RawData[3]=AD7606_RESULT();
    RawData[4]=AD7606_RESULT();
    RawData[5]=AD7606_RESULT();
    RawData[6]=AD7606_RESULT();
    RawData[7]=AD7606_RESULT();
  }
}
/* USER CODE END 4 */

结束

了解了8080并口的读取方式，了解了FSMC的应用流程，大致了解了AD7606的工作原理。