STM32单片机对ADS1246芯片的驱动

发布时间:2023-10-11  

ADS1246是TI公司大致在2009年中期推出的24位ADC,最高采样速率可达2Ksps,其为单通道器件,与之相对应的还有ADS1247和ADS1248三通道器件,但特性并非完全一致。据TI资料介绍,ADS1246在ADS1247/ADS1248功能上做出简化,保留了其部分特性。本次设计,需要用到24位单通道转换器件,于是考虑用到ADS1246,主控制器用STM32L系列。以下为ADS1246的引脚图

STM32单片机对ADS1246芯片的驱动

上图显示ADS1246引脚图,其CS/SCLK/DIN/DUT为SPI通讯接口,RESET/START/DRDY为控制与状态脚,AVDD/AVSS以及DVDD/DGND分别为模拟/数字电源供电端,REFP/REFN为基准源输入脚,AINP/AINN为模拟信号输入端。其中,DRDY忙信号指示功能可以附加到DOUT引脚上,这样DRDY脚可以留空。在实际使用中发现,START脚做为ADC的启动脚,还必须得接出来,因我还未找到有通过软件能启动ADS1246转换的方法,但其DS中有提到START信号和SLEEP/WAKEUP相类似的功能,暂未深研究。顺便 提一下,TI关于ADS1246的文档是改自于另一颗ADC器件的文档,所以极其烂……

ADS1246的SPI时序,这个是需要提一下的,一般来说,SPI协议在上升沿锁存数据,下降沿更新数据,这是一般SPI协议的作法。但ADS1246需要在下降沿锁存数据,上升沿更新数据,在设置SPI寄存器的时候需要注意一下,当我采用一般性设置的时候,发现通讯不正常。以下是STM32L的SPI设置,用的是SPI2。


//SPI2配置

RCC-》APB1ENR|=RCC_APB1ENR_SPI2EN;

SPI2-》CR1=SPI_CR1_MSTR|SPI_CR1_BR|SPI_CR1_SSM|SPI_CR1_SSI|SPI_CR1_CPHA;//8位模式

SPI2-》CR1|=SPI_CR1_SPE;

SPI2的驱动:

//SPI2写数据

voidSPI2_WriteBytes(uint8*TxBuffer,uint16TxLenth)

{

uint8i;

while(TxLenth--){

while((SPI2-》SR&SPI_SR_TXE)==0);

SPI2-》DR=*TxBuffer++;

while((SPI2-》SR&SPI_SR_RXNE)==0);

i=SPI2-》DR;

}

i++;

}

上程序中i++的引入在于避免keil-MDK产生编译警告。

//SPI2读数据

voidSPI2_ReadBytes(uint8*RxBuffer,uint16RxLenth)

{

while(RxLenth--){

while((SPI2-》SR&SPI_SR_TXE)==0);

SPI2-》DR=*RxBuffer;

while((SPI2-》SR&SPI_SR_RXNE)==0);

*RxBuffer++=SPI2-》DR;

}

}

以上驱动代码,能保证SPI在最后一个字节完全发送完成之后退出,如果没有等待SPI_SR_RXNE,则仅仅只是把数据转移到SPI移位寄存器,并未完全送出,不详述。

以下介绍我的驱动过程,在驱动ADS1246的时候,主要参考那个网方的58页的极烂文档,上面没有明确提到整个上电过程以及初始化过程,至于那个相当重要的自校准过程及操作方法也没有提到,所以本人摸索了一整天时间,在此整理。

ADS1246采用SPI通讯 ,其所有通讯引脚(SCK/DIN/DOUT)都在CS脚为低电平的时候有效,在CS为高时均为三态,当DRDY绑定到DOUT脚时,只有在CS为低时才能正确的指示忙状态,若DRDY采用单独的引脚,则不受CS控制。ADS1246的所有通讯过程被分为若干个命令组,有的需要带参数,有的不需要带参数,其实我也不明白它为什么要搞那么麻烦,感觉本来可以很简单的处理,结果弄的很乱。以下为其命令分组:

STM32单片机对ADS1246芯片的驱动

大致分为命令类(不带参数),读寄存器,写寄存器三类,以下分别分其实现:

//ADS1246命令码列表

#defineADC_CMD_WAKEUP0x00//退出睡眠模式

#defineADC_CMD_SLEEP0x02//进入睡眠模式

#defineADC_CMD_SYNC0x04//同步ADC转换

#defineADC_CMD_RESET0x06//芯片复位

#defineADC_CMD_NOP0xFF//空操作

#defineADC_CMD_RDATA0x12//单次读取数据

#defineADC_CMD_RDATAC0x14//连续读取数据

#defineADC_CMD_SDATAC0x16//停止连续读取

#defineADC_CMD_RREG0x20//读寄存器

#defineADC_CMD_WREG0x40//写寄存器

#defineADC_CMD_SYSOCAL0x60//系统偏移校准

#defineADC_CMD_SYSGCAL0x61//系统增益校准

#defineADC_CMD_SELFOCAL0x62//系统自校准

#defineADC_CMD_RESTRICTED0xF1//

/*---------------------------------------------------------

写命令

---------------------------------------------------------*/

voidADS1246_WriteCmd(uint8Cmd)

{

ADC_SPI_CS_CLR

ADC_WriteBytes(&Cmd,1);

ADC_SPI_CS_SET

}

/*---------------------------------------------------------

读寄存器

---------------------------------------------------------*/

voidADS1246_ReadReg(uint8RegAddr,uint8*Buffer,uint8Length)

{

uint8Cmd[2];

ADC_SPI_CS_CLR

Cmd[0]=ADC_CMD_RREG|RegAddr;

Cmd[1]=Length-1;

ADC_WriteBytes(Cmd,2);

ADC_ReadBytes(Buffer,Length);

Cmd[0]=ADC_CMD_NOP;

ADC_WriteBytes(Cmd,1);

ADC_SPI_CS_SET

}

/*---------------------------------------------------------

写寄存器

---------------------------------------------------------*/

voidADS1246_WriteReg(uint8RegAddr,uint8*Buffer,uint8Length)

{

uint8Cmd[2];

ADC_SPI_CS_CLR

Cmd[0]=ADC_CMD_WREG|RegAddr;

Cmd[1]=Length-1;

ADC_WriteBytes(Cmd,2);

ADC_WriteBytes(Buffer,Length);

ADC_SPI_CS_SET

}

在写读存器时,一定要注意,根据其DS文档第32页说明,其后发一个NOP命令可以强制DOUT引脚输出高电平,这样可以随后判断DOUT是否为低进而知道是否处于忙状态,否则会得到一个脉冲。其实在任何的读操作完成后,发一个字节的NOP命令即可将DOUT强制输出高电平。当DRDY绑定到DOUT的时候,这个是非常重要的。

在弄清楚以上命令读写方法之后,需要实现其忙状态判别,这个在很多芯片驱动时都会遇到,它直接提示了其内部的工作状态,只有在不忙时才能继续执行下一条指令。

/*---------------------------------------------------------

忙状态判断,最长等待时间,200X10ms=2S

-------------------------


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