[作品] 高能采集AD7606 ADCV2.0那些事？（一）

bqgup 2018-10-4 10:47 楼主

最近我在做一个相关的项目。因为这个项目是用来参赛的，在这就先不介绍项目的相关内容，等比赛结束了再跟大家分享。因为这个项目需要用到AD7606这个牛逼的模块，所以就现在这里跟大家分享一下。说实话这个模块我搞了块半个月了（当然不是一心一意在搞喽），然后我突然在今天凌晨2点钟将他给征服了，下面先来了解一下这个模块。
AD7606是16位、8通道同步采样、每通道采样率可达200kSPS的模数数据采集芯片，内置模拟输入箝位保护、二阶抗混叠滤波器、跟踪保持放大器、16位电荷再分配逐次逼近型ADC、数字滤波器、2.5V基准电压源、基准电压缓冲以及高速串行和并行接口。采用5V单电源供电，具有片内滤波和高输入阻抗，因此无需驱动运算放大器和外部双极性电源；抗混叠滤波器的3 dB截止频率为22 kHz；当采样速率为200kSPS时，它具有40 dB抗混叠抑制特性；输入箝位保护电路保证输入耐受±16.5V的电压。可应用于电力线监控和保护、多相电机控制、仪表和控制、多轴定位、数据采集等系统中。真容如下图：

最大采样率：200kSPS。支持6个过采样模式，分别是2倍、4倍、8倍、16倍、32倍和64倍，通过过采样对采集到的数据求平均，有效地降低了输入模拟量的抖动影响。过采样倍数越大，采样率越低。
数据接口：16位总线接口/8位总线接口/SPI串行接口，使用2.54间距的双排针接口；接口电平可以是5V或者3.3V，通过模块上的短路帽或者IO口编程控制。
模拟输入：可以处理±10V或±5V真双极性输入电压范围信号，使用5.08间距的接线端子接口，通过模块上的短路帽或者IO口编程控制；模拟输入阻抗均为1MΩ。
测量精度：±10V输入时，测量精度为0.35mV以内；±5V输入时，测量精度为0.2mV以内。
听起来还不错，挺牛逼的一个模块，价格120元

，天价了。除了价格贵点，其他还是挺满意的，特别符合我的作品需求。大家也看到了这个引脚特别多，与单片机接起来特别麻烦，而且他的连接方式有好多种，尤其是并行连接这种模式要连特别多的线，我是个懒人，因此就没有采用这种方式，而是采用SPI连接方式，SPI连接图如下

这种方式相比较于其他两种方式连线较少，其他连接方式我也分享一下，各位有感兴趣的回去可以尝试一下。

上面说了，我比较懒，我就选择SPI连接方式（比较推荐大家使用这种方式），我还专门为这个SPI连接方式做了一个转接板，当然这个转接板是在详细阅读技术手册之后才确定的转接板原理图。下面把手册分享给大家

AD7606_cn.pdf (886.35 KB)
(下载次数: 21, 2018-10-4 10:31 上传)

，然后我再抽出一些手册中的细节与大家分享一下：
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
VIO : 通信接口电平
DB0-DB15 : 数据总线

了解到上述内容，我开始使用PCB软件画图

硬件方面一切准备就绪，下面开始程序的设计

AD7606.C文件
#include <stm32f10x.h>
#include "Del.h"
#include "delay.h"
#include "AD7606.h"
//-----------------------------------------------------------------
// 初始化程序区
//-----------------------------------------------------------------
//-----------------------------------------------------------------
// void GPIO_AD7606_Configuration(void)
//-----------------------------------------------------------------
//
// 函数功能: AD7606引脚配置函数
// 入口参数: 无
// 返回参数: 无
// 全局变量: 无
// 调用模块: RCC_APB2PeriphClockCmd(); GPIO_Init();
//
//-----------------------------------------------------------------
void GPIO_AD7606_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// 使能IO口时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE);
//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// AD7606
//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// 控制线配置
// CS_N RD/SCLK REST COA_B
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 |GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
// BUSY
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING ;
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
//DOUT
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING ;
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
}
//-----------------------------------------------------------------
// void AD7606_Init(void)
//-----------------------------------------------------------------
//
// 函数功能: AD7606初始化函数
// 入口参数: 无
// 返回参数: 无
// 全局变量: 无
// 调用模块:
// 注意事项: 无
//-----------------------------------------------------------------
void AD7606_Init(void)
{
convstAB_Set;
Delay_1ms(1);
clk_Set;
cs_Set;
AD7606_reset();
Delay_1ms(1);
GPIO_AD7606_Configuration();
}
/* * 名称：AD7606_startconvst() * 功能：启动转换 */
void AD7606_startconvst(void)
{
convstAB_Reset;
Delay_ns (100);
convstAB_Set;
}
/* * 名称：AD7606_reset() * 功能：复位模块 */
void AD7606_reset(void)
{
rst_Reset;
Delay_ns (10);
rst_Set;
Delay_1us(1);
rst_Reset;
}
/*
* 名称：AD7606_read_data()
* 功能：读取数据
* 返回值：返回一个结构体指针，该指针为指向结构体数组的首地址
*/
void AD7606_read_data(s16 * DB_data)
{
u8 i,j;
for(i=0;i<8;i++)
{
u16 DB_data1 = 0;
cs_Reset;
Delay_ns(20);
for(j=0;j<16;j++)
{
clk_Reset;
Delay_ns(25);
DB_data1 = ((u16)(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_0))<< (15-j)) + DB_data1;
clk_Set;
Delay_ns(35);
}
cs_Set;
DB_data[i] = (u16)DB_data1;
}
}
AD7606.H文件
#ifndef _AD7606_H
#define _AD7606_H
#include "sys.h"
#define convstAB_Set GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5)
#define convstAB_Reset GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5)
#define rst_Set GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4)
#define rst_Reset GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4)
#define clk_Set GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_3)
#define clk_Reset GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_3)
#define cs_Set GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_2)
#define cs_Reset GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_2)
#define busy_Set GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_1)
#define busy_Reset GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_1)
extern void GPIO_AD7606_Configuration(void);
extern void AD7606_Init(void);
extern void AD7606_startconvst(void);
extern void AD7606_reset(void);
extern void AD7606_read_data(s16 * DB_data);
#endif
//-----------------------------------------------------------------
// End Of File
//-----------------------------------------------------------------
MAIN函数
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "lcd.h"
#include "logo.h"
#include "key.h"
#include "24cxx.h"
#include "w25qxx.h"
#include "touch.h"
#include "modechoose.h"
#include "adc.h"
#include "freecarscope.h"
#include "anoflyscope.h"
#include "keyboard.h"
#include "fdc2214.h"
#include "datapro.h"
#include "key.h"
#include "AD7606.h"
#include "Del.h"
int main(void)
{
s16 DB_data[8] = {0}; //通道采集数值存放数组
u8 temp; //BUSY变量
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断优先级分组2
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(115200); //串口初始化为115200
LCD_Init(); //LCD屏初始化
LED_Init(); //指示灯初始化
// Adc_Init(); //ADC采集初始化
tp_dev.init(); //触摸屏初始化
AD7606_Init(); //AD7606初始化
// KeyInit(); //按键初始化
while(1)
{
AD7606_startconvst(); //AD7670启动转换
Delay_ns(1);
temp = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_1); // 读取 BUSY的状态
while((temp == 1)) //当busy为低电平时，数据转换完毕，此时可以读取数据
{
Delay_ns(10);
temp = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_1); // 读取 BUSY的状态
}
AD7606_read_data(DB_data); //读取各通道数据
LCD_ShowString(50,100,200,24,24,(u8 *)"CH1:");
LCD_ShowNum(100,100,DB_data[0],8,24);
LCD_ShowString(50,200,200,24,24,(u8 *)"CH2:");
LCD_ShowNum(100,200,DB_data[1],8,24);
LCD_ShowString(50,300,200,24,24,(u8 *)"CH3:");
LCD_ShowNum(100,300,DB_data[2],8,24);
LCD_ShowString(50,400,200,24,24,(u8 *)"CH4:");
LCD_ShowNum(100,400,DB_data[3],8,24);
LCD_ShowString(50,500,200,24,24,(u8 *)"CH5:");
LCD_ShowNum(100,500,DB_data[4],8,24);
LCD_ShowString(50,600,200,24,24,(u8 *)"CH6:");
LCD_ShowNum(100,600,DB_data[5],8,24);
LCD_ShowString(50,700,200,24,24,(u8 *)"CH7:");
LCD_ShowNum(100,700,DB_data[6],8,24);
LCD_ShowString(50,800,200,24,24,(u8 *)"CH8:");
LCD_ShowNum(100,800,DB_data[7],8,24);
delay_ms(500);
}
}