STM32模拟IIC协议驱动AD7991/AD7995/AD7999芯片

           STM32模拟IIC协议驱动AD7991/AD7995/AD7999芯片

 

AD7991/AD7995/AD7999是12位/10位/8位 4通道模拟输入的AD转换芯片

通信方式采用的是：I2C

芯片供电VDD电压范围为：2.7V---5.5V

参考电压REF范围为：1.2V---VDD

模拟输入电压范围为：0-VREF

 

下面以AD7995为例，以STM32F103为平台对该芯片的驱动程序及电路进行说明：

1、AD电路原理图

注：这里I2C的两根SCL和SDA线需各接一个4.7K的上拉电阻。 

2、芯片引脚分析 

AD7995引脚介绍

引脚标号	名称	描述
1	SCL	I2C串行总线时钟
2	SDA	I2C双向串行数据线
3	VIN0	模拟输入接口0
4	VIN1	模拟输入接口1
5	VIN2	模拟输入接口2
6	VIN3/VREF	模拟输入接口3/参考电压输入
7	GDN	地
8	VDD	电源

设备地址

产品标号	I2C地址
AD7991-0	010 1000
AD7991-1	010 1001
AD7995-0	010 1000
AD7995-1	010 1001
AD7999-1	010 1001

 

 3、AD7995——8bit控制字寄存器

该8位控制字寄存器只能通过I2C进行数据的写操作，用于设置AD7995的工作模式。

控制字说明

位	名称	描述
D7	通道CH3或VREF参考电压	具体看D3脚的功能描述
D6---D4	通道CH2---通道0	在需要打开的通道下置1
D3	CH3功能选择	置1：CH3引脚将作为参考电压输入脚； 置0：CH3引脚将作为模拟电压输入脚，芯片将以VDD作为参考电压
D2	I2c过滤使能	置1：忽略过滤；置0：使能过滤.    默认1
D1	位试验延时	默认1关闭
D0	取样延时	默认1关闭

4、AD7995——转换结果寄存器

转换结果寄存器是一个16位，只能通过I2C读操作的寄存器。用于读取AD7995的AD转换结果

 

转换结果寄存器说明

位	名称	描述
D15---D14	无效位
D13---D12	通道标号	表示当前转换结果是来自哪个通道。 00：通道0， 01：通道1， 10：通道2， 11：通道3
D11---D0	转换结果	AD7991转换结果全部来自这12位。 AD7995转换结果来自前10位，其余为0。 AD7999转换结果来自前8位，其余为0

5、写操作时序图

该写时序共分为2个阶段：

第一阶段。主机通过I2C向AD7995发送一个START信号，接着发送AD7995-0的地址：010 1000（详情看第2小节的设备地址），在下一个时钟脉冲（也就是第8个）的时候R/W位 设置为0，表示该命令为写操作，然后第9个时钟脉冲添加ACK信号。

第二个阶段。主机再发送8位控制字内容，然后再第9个脉冲添加ACK信号，最后发送STOP信号结束通信。

6、读操作时序图

该读时序共分为3个阶段：

第一阶段。 主机通过I2C向AD7995发送一个START信号，接着发送AD7995-0的地址：010 1000（详情看第2小节的设备地址），在下一个时钟脉冲（也就是第8个）的时候R/W位 设置为1，表示该命令为读操作，然后第9个时钟脉冲添加ACK信号。

第二阶段。主机通过I2C向AD7995发送共8个时钟脉冲，且每发送一个脉冲且脉冲处于高电平的时候，读取SDA线上信号，该信号为转换结果寄存器的高8位，然后再第9个脉冲添加ACK信号。

第三阶段。主机再通过I2C向AD7995发送共8个时钟脉冲，且每发送一个脉冲且脉冲处于高电平的时候，读取SDA线上信号，该信号为转换结果寄存器的低8位，然后再第9个脉冲添加No_ACK信号，最后发送STOP信号结束通信。

7、STM32——AD7995驱动代码

AD7995.c文件

#include "AD7995.h"
#include "delay.h"

 void AD7995_Init()
 {
	 IIC_Init();
 }
 
//初始化IIC
void IIC_Init(void)
{					     
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );	//使能GPIOB时钟
	   
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7); 	//PB6,PB7 输出高
}
//产生IIC起始信号
void IIC_Start(void)
{
	SDA_OUT();     //sda线输出
	IIC_SDA=1;	  	  
	IIC_SCL=1;
	delay_us(4);
 	IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low 
	delay_us(4);
	IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据 
}	  
//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{
	SDA_OUT();//sda线输出
	IIC_SCL=0;
	IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
 	delay_us(4);
	IIC_SCL=1; 
	IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
	delay_us(4);							   	
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
//        0，接收应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
	u8 ucErrTime=0;
	SDA_IN();      //SDA设置为输入  
	IIC_SDA=1;delay_us(1);	   
	IIC_SCL=1;delay_us(1);	 
	while(READ_SDA)
	{
		ucErrTime++;
		if(ucErrTime>250)
		{
			IIC_Stop();
			return 1;
		}
	}
	IIC_SCL=0;//时钟输出0 	   
	return 0;  
} 
//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{
	IIC_SCL=0;
	SDA_OUT();
	IIC_SDA=0;
	delay_us(2);
	IIC_SCL=1;
	delay_us(2);
	IIC_SCL=0;
}
//不产生ACK应答		    
void IIC_NAck(void)
{
	IIC_SCL=0;
	SDA_OUT();
	IIC_SDA=1;
	delay_us(2);
	IIC_SCL=1;
	delay_us(2);
	IIC_SCL=0;
}					 				     
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答			  
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        
    u8 t;   
	  SDA_OUT(); 	    
    IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输
    for(t=0;t<8;t++)
    {              
		if((txd&0x80)>>7)
			IIC_SDA=1;
		else
			IIC_SDA=0;
		txd<<=1; 	  
		delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的
		IIC_SCL=1;
		delay_us(2); 
		IIC_SCL=0;	
    }	 
} 	    
//读2个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
u16 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
	unsigned char i;
	  u16 receive=0;
	  SDA_IN();//SDA设置为输入
    for(i=0;i<8;i++ )
		{
    IIC_SCL=0; 
    delay_us(2);
		IIC_SCL=1;
    if(READ_SDA)receive|=1<<(15-i);
		delay_us(2); 
   }			
   IIC_Ack(); //发送ACK   

	 for(i=0;i<8;i++ )
		{
    IIC_SCL=0; 
    delay_us(2);
		IIC_SCL=1;
    if(READ_SDA)receive|=1<<(7-i);
		delay_us(2); 
   }			
    if (!ack)
        IIC_NAck();//发送nACK
    else
        IIC_Ack(); //发送ACK   
    return receive;
}


//在AD7995指定地址读出一个数据
//ReadAddr:开始读数的地址  
//返回值  :读到的数据
u16 AD7995_ReadOneByte(u8 ReadAddr)
{				  
	u16 temp=0;
	ReadAddr=ReadAddr<<1|0x01;	//读数据
  IIC_Start();  
	IIC_Send_Byte(ReadAddr);//发送地址
	IIC_Ack();   
  temp=IIC_Read_Byte(0);	//0不继续转换	  
	IIC_Stop();//产生一个停止条件	 	
	return temp;
}

//在AD7995指定地址写入一个数据
//WriteAddr  :写入数据的目的地址    
//DataToWrite:要写入的数据
void AD7995_WriteOneByte(u8 WriteAddr,u8 DataToWrite)
{				   	  	
	WriteAddr=WriteAddr<<1;	//写数据	
  IIC_Start();  
	IIC_Send_Byte(WriteAddr);     //发送地址
	IIC_Ack(); 	 										  		   
	IIC_Send_Byte(DataToWrite);     //发送字节							   
	IIC_Ack();  		    	   
  IIC_Stop();//产生一个停止条件 
	delay_ms(10);	 
}

AD7995.h文件

#ifndef __AD7995_H
#define __AD7995_H

#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"


#define AD7991_0		0x28
#define AD7991_1		0x29
#define AD7995_0		0x28
#define AD7995_1		0x29
#define AD7999_1		0x29
 
//IO方向设置
#define SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
#define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}

//IO操作函数	 
#define IIC_SCL    PBout(6) //SCL
#define IIC_SDA    PBout(7) //SDA	 
#define READ_SDA   PBin(7)  //输入SDA 

//IIC所有操作函数
void IIC_Init(void);                //初始化IIC的IO口				 
void IIC_Start(void);				//发送IIC开始信号
void IIC_Stop(void);	  			//发送IIC停止信号
void IIC_Send_Byte(u8 txd);			//IIC发送一个字节
u16 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取两个字节
u8 IIC_Wait_Ack(void); 				//IIC等待ACK信号
void IIC_Ack(void);					//IIC发送ACK信号
void IIC_NAck(void);				//IIC不发送ACK信号

void IIC_Write_One_Byte(u8 daddr,u8 addr,u8 data);
u8 IIC_Read_One_Byte(u8 daddr,u8 addr);	 

//AD7995所有操作函数
void AD7995_Init();
u16 AD7995_ReadOneByte(u8 ReadAddr);
void AD7995_WriteOneByte(u8 WriteAddr,u8 DataToWrite);
#endif