AD7606模块

news2024/9/23 9:22:32

了解一下ad7606模块,并学习制作一个。

认识AD7606

先了解一下关元AD7606的信息。（芯片手册的内容）

AD7606 采用 5V 单电源供电，不再需要正负 双电源，并支持真正±10V 或±5V 的双极性信号输。所有的通道均能以高达 200 kSPS 的速率进行采样（在数值上采样率与频率应该是相等的，不同的话就是频率Hz可以是小数而采样率S/s一定是整数 ）， 同时输入端箝位保护电路可以承受最高达±16.5V 的电压。
AD7606 的数字接口可以配置在并行或串行模式。数字接口的电平 Vdrive 为 2.3V～5.25V，可以跟当 前任何主流的 CPU/DSP 连接。需要注意的是，当配置 AD7606 工作在串行接口模式时，数据总线的 DB[15:9] 和 DB[6:0]管脚需要做接地处理。
我将采用串行的连接方法。串行可以节约io口。
AD7606 提供了过采样和数字滤波功能。通过管脚 OS[2:0]可以设置过采样倍数(OSR)为 x2, x4, x8, x16, x32, x64。过采样打开后，内部的过采样控制电路和 1 阶 Sinc 数字滤波器会自动被使能，同时-3dB 带宽 也会相应的改变。
ADC 一般需要模拟电源和数字电源。大多数的系统都会有 5V 数字电源，却不一定具有 5V 模拟电源。 此时如果模拟电路和数字电路共用同一个 5V 电源，有害的数字噪声可能会耦合到模拟电路并降低 ADC 的 性能，通常应该避免这样的设计。如果不可避免，需要将 5V 的数字电源进行很好的滤波后再供给模拟电 路用。AD7606 的去耦设计十分简洁，仅需要 9 个电容，其中包括 2 个 10uF，2 个 1uF，5 个 0.1uF。参考 下图  所示。
AD7606 的管脚定义已经考虑了 PCB 设计中的布局布线。从管脚定义图中可以看出，LQFP 封装的 4 个 侧边，模拟输入端 Ain 在一侧，数据总线接口在另一侧，其余两侧分别为控制和配置管脚。设计中只需要 4 层 PCB 板，就可以发挥 AD7606 的性能。叠层建议如下图 。表层和底层为走线层，中间两个内层分别为 地平面、电源平面。除了叠层设计，AD7606 的手册中也给出了说明和示例
AD7606需要用到SPI通信协议，之前没有学习过，也需要学习一下。
SPI有四根线：

SPI总线包括4条逻辑线，定义如下：

  • MISO：Master input slave output 主机输入，从机输出（数据来自从机）；
  • MOSI：Master output slave input 主机输出，从机输入（数据来自主机）；
  • SCK ：Serial Clock 串行时钟信号，由主机产生发送给从机；
  • NSS：Slave Select 片选信号，由主机发送，以控制与哪个从机通信，通常是低电平有效信号。

其他制造商可能会遵循其他命名规则，但是最终他们指的相同的含义。以下是一些常用术语；

  • MISO也可以是SIMO，DOUT，DO，SDO或SO（在主机端）;
  • MOSI也可以是SOMI，DIN，DI，SDI或SI（在主机端）;
  • NSS也可以是CE，CS或SSEL;
  • SCK也可以是SCLK;

本文将按照以下命名进行讲解[MISO, MOSI, SCK，NSS]

在软件配置上将根据时序图进行配置。

软件配置

我是在网上找了相关的例程，后进行一点修改。

我采用的是STM32F103VCT6，全部引脚引出，用ZET6也可以。AD7606是用的；凌智电子的模块。

AD7606模块采用5v供电，J11跳线帽接3.3v，J2跳线帽接±5v。

采用串行连接。AD7606与单片机连接示意图：

AD7606全称单片机功能介绍
+5 +5 
GNDGND
RESTRESETC8GPIO复位AD7606
SERPAR/SER/ BYTE SEL+3.3V并行/串行/字节接口选择输入，接3.3V
STBYSTBYB11待机模式输入
OS2OS2B13过采样模式引脚。
OS1OS1B14
OS0OS0B15
CO_ACONVST AB10启动模拟输入通道转换信号
CO_BCONVST BC9
CS_NCSA6片选，置低后标志可以开始输出模拟量
RD/SCRD/SCLKA7串行时钟输入(SCLK）。SCLK上升沿将随后的所有数据位逐个送至串行数据输出DOUTA和DOUTB
DB7DB7/DOUTAC6串行接口数据输出引脚(DOUTA）。
BUSYBUSYA5输出繁忙
DB15DB15/BYTE SELGND并行/串行/字节接口选择输入，接地
FR_DFRSTDATAA4数字输出（可不接）

当选择串行接口时，应将引脚 DB[15:9]和DB[6:0]接地。

在实际使用时空接也是可以的。但画电路的时候建议接地。

只用一路DOUT 线的缺点是：如果在转换之后进行读 取，则吞吐速率会下降。串行模式下，不用的DOUT线应保 持不连接。

省电模式

过采样位解码

该引脚可以不接

源码分享

AD7606.C


#include <stm32f10x.h>
#include "Delay.h"
#include "AD7606.h"
//#include "lze_lcd.h"

extern u8 IO_TAG;	
//-----------------------------------------------------------------
// 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();
// 注意事项: 用GPIO驱动方式和FSMC驱动方式下的引脚配置不一样
//			
//-----------------------------------------------------------------
void GPIO_AD7606_Configuration(void)
{ 
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	// 使能IO口时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA |	RCC_APB2Periph_GPIOB |
													RCC_APB2Periph_GPIOC |	RCC_APB2Periph_GPIOD |	
													RCC_APB2Periph_GPIOE,
													 ENABLE);  
	GPIO_DeInit(GPIOA);//将GPIOx外设寄存器初始化为默认复位值
	GPIO_DeInit(GPIOB);//除了B4和A15是高电平。B3没信号外，其他io口被拉低。（默认值）
	GPIO_DeInit(GPIOC);
	GPIO_DeInit(GPIOD);
	GPIO_DeInit(GPIOE);
	//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
	// AD7606 
	//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
	// 控制线配置 
	//             CS_N       RD/SCLK      
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 ;							
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;						 
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
		
	//                 FRSTDATA     BUSY  
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 	;							
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING ;						 
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
					 
	//        rst convstB convstA STby OS12 OS11 OS10
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 | 
																GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | 
																GPIO_Pin_15 ;								
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;						 
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 	| GPIO_Pin_9 ;
																							
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;						 
	GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
	
	
	//数据线配置(1)
	// DoutA
//	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 ;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 ;								
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;						 
	GPIO_Init(GPIOC, &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)
{
	convstA_Set;		//B10
	convstB_Set;		//C9
	delay_ms(1);		
	STby_Set;		//B11
	clk_Set;		//A7
	cs_Set;			//A6
  OS10_Reset;		//B15
	OS11_Reset;		//B14
	OS12_Reset;		//B13
	AD7606_reset();  		//复位
	delay_ms(1);		//
	AD7606_startconvst();		//	启动转换
}

/*   * 名称：AD7606_startconvst()  * 功能：启动转换  */  
void AD7606_startconvst(void)
{  
	convstA_Reset;		//B10	
	convstB_Reset;			//C9
	delay_us (1);
	convstA_Set;		//B10
	convstB_Set;		//C9
}
  
/*   * 名称：AD7606_reset()  * 功能：复位模块  */
void AD7606_reset(void) 
{ 
	rst_Reset;		//C8
	delay_us (1);		
	rst_Set; 		//C8
	delay_us(1);
	rst_Reset; 		//C8
}  

/* 
* 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; 		//A6
	  delay_us(1);	
		for(j=0;j<16;j++)
		{		
		clk_Reset;		//A7
		delay_us(1);	
//			DB_data1 = ((u16)(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_0))<< (15-j)) + DB_data1 ;
		DB_data1 = ((u16)(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_6))<< (15-j)) + DB_data1 ;
	  clk_Set;		//A7
		delay_us(1);				
		}		
		cs_Set;			//A6
		DB_data[i] = (u16)DB_data1;
	}	
}

AD7606.H

#ifndef _AD7606_H
#define _AD7606_H


#define sampling_0times 0 
#define sampling_2times 1 
#define sampling_4times 2 
#define sampling_8times 3 
#define sampling_16times 4 
#define sampling_32times 5 
#define sampling_64times 6

#define STby_Set 	  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_11)

#define OS10_Set 	  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_15)
#define OS10_Reset   GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_15)
#define OS11_Set 	  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_14)
#define OS11_Reset   GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_14)
#define OS12_Set 	  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13)
#define OS12_Reset   GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13)
#define convstA_Set 	  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10)
#define convstA_Reset   GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10)
#define convstB_Set 	  GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_9)
#define convstB_Reset   GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_9)
#define rst_Set 	 		  GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_8)
#define rst_Reset  		  GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_8)
#define clk_Set 	  			GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7)
#define clk_Reset   			GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7)
#define cs_Set 	  			GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6)
#define cs_Reset   			GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6)
#define frstdata_Set 	  GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4)
#define frstdata_Reset  GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4)
#define busy_Set 	  		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5)
#define busy_Reset   		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5)
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

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
//-----------------------------------------------------------------

//数字：0
//CH1:  1789.4 mv  0xadcf  44495
//CH2:  4547.4 mv  0xf46a  62570
//CH3:  1540.5 mv  0xa770  42864
//CH4:  4823.5 mv  0xfb7b  64379
//CH5:  1000.4 mv  0x999c  39324
//CH6:  2565.0 mv  0xc1aa  49578
//CH7:  1362.2 mv  0xa2df  41695
//CH8:  2978.1 mv  0xcc3d  52285

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

#include "AD7606.h"
#include "PeripheralInit.h"


//注意：
//		(1) 串行：SER = 1；D15 = 0；
//		(2) 通过J3跳帽选择输入电压的范围，修改程序第92行中sprintf里面的(float)(DB_data[i]*5000.0/32768)的5000.0，在5000.0和10000.0根据跳帽改变。
//		(3) J2跳帽这里连接3.3V，具体选择看引脚功能。


int main(void)
{	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

	u8 dis_buf[40];
	u8 i;
	uint8_t  temp;
	s16 DB_data[8] = {0};
	delay_init();														//延时初始化
	PeripheralInit();													// 外设初始化

	while(1)
	{		

		printf("数字：%d\r\n",Num++);
		delay_ms (1000);
		
		AD7606_startconvst();						//AD7606开始转换
		temp = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5);			 // 读取 BUSY的状态
		
		while(temp == 0)				//当busy为低电平时，数据转换完毕，此时可以读取数据 
		{
			delay_us(1);
			temp = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5);		// 读取 BUSY的状态 	 
		}
		AD7606_read_data(DB_data); //读取数据放至数组DB_data[]

		for(i=0;i<8;i++)
		{
			sprintf((char*)dis_buf,"CH%1d:%8.1f mv  0x%04x %6d\r\n", i+1, (float)(DB_data[i]*5000.0/32768), (u16)(DB_data[i]^0x8000), (u16)(DB_data[i]^0x8000));
			printf("CH%1d:%8.1f mv  0x%04x %6d\r\n", i+1, (float)(DB_data[i]*5000.0/32768), (u16)(DB_data[i]^0x8000), (u16)(DB_data[i]^0x8000));                  //在串口显示结果
			delay_ms(20);
		}	
		delay_ms(100);
		
	}
}

之前有一个疑问，为什么不用单片机自带的ad而用模块？

整理一下网上的答案

1、AD7606是8路同步采样，内部ADC不是，最高只能三路同步。
2、内置的精度有效位没有7606高
3、7606是真双极性，支持正负10V，而内置的只能0-3.3V，不支持负压采集。
4、7606最高是200Ksps。内置是3.6Msps

AD7606优势在于高精度，支持宽电压，可达±10V。抗干扰能力强。

单片机的优势在于价格便宜。

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