STM32-SPI1控制AD7705（Sigma-Delta-ADC芯片）

原理图

该芯片需要晶振（Y2）和参考电源电压（U3）

手册说明

AD7705与国产TM7705型号差不多，也就是可以参考国产的手册。

AD7705利用 Σ-Δ 转换技术实现了 16 位无丢失代码性能。选定的输入信号被送到一个基于模拟调制器的增益可编程专用前端。片内数字滤波器处理调制器的输出信号。通过片内控制寄存器可调节滤波器的截止点和输出更新速率，从而对数字滤波器的第一个陷波进行编程。

TM7705 是双通道全差分模拟输入，带有一个差分基准输入。当电源电压为 5V、基准电压为 2.5V 时，该器件都可将输入信号范围从 0~+20mV 到 0~+2.5V 的信号进行处理。还可处理±20mV~±2.5V 的双极性输入信号，对于 TM7705 是以 AIN（-）输入端为参考点。

功能方框图

引脚功能

片内寄存器

通信寄存器（RS2、RS1、RS0=0、0、0）

设置寄存器

时钟寄存器

数据寄存器（RS2、RS1、RS0=0、1、1）

测试寄存器（RS2、RS1、RS0=1、0、0）；上电/复位状态：00Hex

零标度校准寄存器（RS2、RS1、RS0=1、1、0）；上电/复位状态：1F4000Hex

满标度校准寄存器（RS2、RS1、RS0=1、1、1）；上电/复位状态：5761ABHex

校准过程

代码部分

以STM32F103和标准库作为底板
main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"

#include "bsp_spi.h"



#define CS_ADC_LOW()    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4)   
#define CS_ADC_HIGH()   GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4)
/************************************************
 ALIENTEK精英STM32开发板实验4
 串口 实验   
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 广州市星翼电子科技有限公司  
 作者：正点原子 @ALIENTEK
************************************************/

 u8 num1[6];
 float l_ncm1;
 u8 num2[6];
 float l_ncm2;


//写数据
void AD7705_WriteByte(u8 Dst_Addr)   
{   
        CS_ADC_LOW();//使能器件  
        delay_us(20);
        Spi1_readwritebyte(Dst_Addr);
        delay_us(100);
        CS_ADC_HIGH();//使能器件  
}
/********AD7705初始化函数***********/

void Init_AD7705(u8 chnanel)
{
    u8 i;
    for(i=0;i<150;i++)/* 多于连续32个 DIN=1 使串口复位 */
    {
        AD7705_WriteByte(0xff);//持续DIN高电平写操作，恢复AD7705接口
    }  
        delay_ms(1);
    switch(chnanel)
    {
      case 1:
             AD7705_WriteByte(0x20); /* 写时钟寄存器选中ch1*/
             AD7705_WriteByte(0x0C); /* 4.9152MHz时钟，250Hz数据更新速率 */
             AD7705_WriteByte(0x10); /*选择设置寄存器,使用chnanel 1*/
             AD7705_WriteByte(0x47); //写设置寄存器 ,设置成双极性、无缓冲、增益为2、滤波器工作、自校准
      break;
			/*有更改，时钟寄存器设为0x0a，4.9152MHz时钟，500Hz数据更新速率，*/
      case 2:
             AD7705_WriteByte(0x21); /* 写时钟寄存器选中ch2 */
             AD7705_WriteByte(0x0f); /* 4.9152MHz时钟，500Hz数据更新速率 */
             AD7705_WriteByte(0x11); /*选择设置寄存器,使用chnane 2*/
             AD7705_WriteByte(0x46); //写设置寄存器,设置成双极性、无缓冲、增益为2、滤波器工作、自校准
       break;
       default:       
                break;
        }
}

/* 读AD7705转换数据 输入通道channel */
u16 GetData7705_CH1(void)
{
	u16 temp1 = 0;
	u16 DataL = 0;
	u16 DataH = 0;
	Init_AD7705(1);                        //初始化通道1
	delay_ms(1);
	AD7705_WriteByte(0x39);   //选中CH1数据寄存器读  
	while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_2==0)){}//待数据准备好AdDrdy=0  
	CS_ADC_LOW(); //使能器件  
	delay_us(20);
	DataH = Spi1_readwritebyte(0xff);
	DataL = Spi1_readwritebyte(0xff);
	delay_us(100);
	CS_ADC_HIGH();   //取消片选        
	DataH = DataH << 8;
	temp1  =  DataH | DataL;

	return temp1;
}


/* 读AD7705转换数据 输入通道channel */
u16 GetData7705_CH2(void)
{
	u16 temp2 = 0;
	u16 DataL = 0;
	u16 DataH = 0;
	Init_AD7705(2);                //初始化通道2
	delay_ms(1);
	AD7705_WriteByte(0x38);   //选中CH2数据寄存器读  
	while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_2==0));  //待数据准备好AdDrdy=0  
	CS_ADC_LOW(); //使能器件  
	delay_us(20);
	DataH = Spi1_readwritebyte(0xff);
	DataL = Spi1_readwritebyte(0xff);
	delay_us(100);
	CS_ADC_HIGH();   //取消片选        
	DataH = DataH << 8;
	temp2  =  DataH | DataL;

	return temp2;
}
//数据处理


void ADC_7705(void)
{        
	
			u16 RCH1_16bit,RCH2_16bit;              
			RCH1_16bit = GetData7705_CH1();								
			l_ncm1  = (float)(RCH1_16bit*(2.5/65535)); //算出通道1电压
			RCH2_16bit = GetData7705_CH2();
			l_ncm2  = (float)(RCH2_16bit*(2.5/65535)); //算出通道2电压

//			 num1[0]    = l_ncm1/10000+'0';
//			 num1[2]    = (l_ncm1%10000)/1000+'0';
//			 num1[3]    = (l_ncm1%1000)/100+'0';
//			 num1[4]    = (l_ncm1%100)/10+'0';
//			 num1[5]    = l_ncm1%10+'0';

//			num2[0]    = l_ncm2/10000+'0';
//			num2[2]    = (l_ncm2%10000)/1000+'0';
//			num2[3]    = (l_ncm2%1000)/100+'0';
//			num2[4]    = (l_ncm2%100)/10+'0';
//			num2[5]    = l_ncm2%10+'0';

			printf("buff1：%f\n",l_ncm1);
			printf("buff2：%f\n",l_ncm2);
		 if(l_ncm2>8500|l_ncm2<8200)
		 {

			 delay_ms(10);
			 l_ncm2=0;
				 
		 }
		 else
		 {

		 }
		 
}


 int main(void)
 {		

	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
	uart_init(115200);	 //串口初始化为115200
 	LED_Init();			     //LED端口初始化
	KEY_Init();          //初始化与按键连接的硬件接口
	 
  Spi1_init();				 //SPI 初始化
	 GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
	 Init_AD7705(1);
	 delay_ms(250);
	 Init_AD7705(2);
 	while(1)
	{
//		Spi1_readwritebyte(0xAA);
//		printf("buff1：%X\n",GetData7705_CH1());
//		delay_ms(100);
//		printf("buff2：%X\n",GetData7705_CH2());

		
		ADC_7705();		
		
		
		delay_ms(250);
		
	}	 
	
	
	
 }

bsp_spi.c

#include "bsp_spi.h"

 /**
  * 函数功能: SPI 读写一个字节
  * 输入参数: 要写入的字节
  * 返 回 值: 读取到的字节
  * 说    明：无
  */
void Spi1_init(void)
{
 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
	
	/* 使能GPIO和SPI时钟 */
	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );//PORTB时钟使能 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_SPI1,  ENABLE );//SPI2时钟使能 	

  /* 配置SPI功能引脚：SCK 时钟引脚 */	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  			 //复用推挽输出 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);         				 //初始化GPIO
	
	 /* 配置SPI功能引脚：MISO 主机输出从机输入引脚 */	
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
  /* 配置SPI功能引脚：MOSI 主机输入从机输出引脚 */	
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  /* SPI外设配置 --NSS 引脚由软件控制以及 MSB 先行模式*/
  SPI_Cmd(SPI1, DISABLE); //失能能SPI外设
  SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
  SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;                //设置SPI工作模式:设置为主SPI
  SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;                //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
  SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;                //选择了串行时钟的稳态:时钟悬空高
  SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;        //数据捕获于第二个时钟
  SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;                //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
  SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;                //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
  SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;        //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
  SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;        //CRC值计算的多项式
  SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器
	
  /* 配置SPI功能引脚：CS 串行Flash片选引脚 */	
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  			 //推挽输出 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	/* 配置SPI所用的引脚：默认高电平 */	
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);
	
	SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设

/* RES */	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  			 //复用推挽输出 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);         				 //初始化GPIO
/* CS */	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  			 //复用推挽输出 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);         				 //初始化GPIO
/* DRDY */	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  			 //复用推挽输出 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);         				 //初始化GPIO
	
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_2);
}


 /**
  * 函数功能: SPI 速度设置函数
  * 输入参数: 
							SPI_BaudRatePrescaler_2   2分频 
							SPI_BaudRatePrescaler_8   8分频 
							SPI_BaudRatePrescaler_16  16分频  
							SPI_BaudRatePrescaler_256 256分频 

  * 返 回 值: 无
  * 说    明：
  */ 
void Spi1_SetSpeed(u8 Spi_baudrateprescaler)
{
  assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));
	SPI1->CR1&=0XFFC7;
	SPI1->CR1|=Spi_baudrateprescaler;	//设置SPI1速度 
	SPI_Cmd(SPI1,ENABLE); 
} 


 /**
  * 函数功能: SPI 读写一个字节
  * 输入参数: 要写入的字节
  * 返 回 值: 读取到的字节
  * 说    明：无
  */
u8 Spi1_readwritebyte(u8 Txdata)
{		
	u8 retry=0;				 	
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位
		{
		retry++;
		if(retry>200)return 0;
		}			  
	SPI_I2S_SendData(SPI1, Txdata); //通过外设SPIx发送一个数据
	retry=0;

	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位
		{
		retry++;
		if(retry>200)return 0;
		}
	return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //返回通过SPIx最近接收的数据					    
}