ADC模-数转换原理与实现

news2024/11/28 10:33:51

1.  今日摸鱼计划

今天来学习一下ADC的原理,然后把ADC给实现

ADC芯片:ADC128S102

视频:

18A_基于SPI接口的ADC芯片功能和接口时序介绍_哔哩哔哩_bilibili

18B_使用线性序列机思路分析SPI接口的ADC芯片接口时序_哔哩哔哩_bilibili

18C_基于线性序列机的SPI接口ADC控制逻辑设计_哔哩哔哩_bilibili

2. ADC指标参数

3. ADC128S102

        在 ACZ702 EDA 扩展板上使用的模数转换器为逐次逼近型的低功耗芯片ADC128S102,其具有 8 通道以及 12 位的分辨率。电源采用独立的模拟供电以及数字供电,其中模拟电源 VA输入范围为 2.7V~5.25V,数字电源 VD输入范围为 2.7V~VA。其与外部通信支持多种接口如:SPIQSPIMICROWIRE以及通用的 DSP 接口。转换速度在 500 kps~1 Mkps,典型情况下当 3V 供电时功耗为2.3mW5V 供电时为 10.7mW,如下图为该 ADC 芯片的内部结构图。

芯片引脚功能如下:

ADC128S102通过 SPI接口与控制器进行通信的时序图如下图所示:

四线SPI分析:

CS

片选信号(本摸鱼怪不会加横线)

CS拉低,表示通信的开始,CS拉高表示通信结束

SCLK
CS 为高时 SCLK 默认高
一帧包含 16 个上升沿 SCLK
DIN

SCLK的上升沿,DIN上的信号要保持稳定,此时ADC芯片会对DIN上的信号采样

DOUT
CS 为高时代表空闲状态,当为低时为传输状态

4.  线性序列机实现ADC

module adc128s102(
                input Clk,
                input Reset_n ,
                
                input Conv_Go,//使能信号
                input [2:0]Addr,
                
                output reg Conv_Done,
                output reg[11:0]Data,
                
                output reg ADC_SCLK,
                output reg ADC_CS_N,
                output reg ADC_DIN,
                input ADC_DOUT
            );

    
    
    parameter CLOCK_FREQ = 50_000_000;
    parameter SCLK_FREQ = 12_500_000;
    parameter MCNT_DIV_CNT = CLOCK_FREQ/(SCLK_FREQ * 2) - 1;

    reg[7:0]DIV_CNT;
    
    reg [5:0]LSM_CNT;

    reg [11:0]Data_r;
    
    reg [2:0]r_Addr;
    
    always@(posedge Clk)
    if(Conv_Go)    
        r_Addr <= Addr;
    else
        r_Addr <= r_Addr;
    
    reg Conv_En; //转换使能
    
    always@(posedge Clk or negedge Reset_n )
    if(!Reset_n )
        Conv_En <= 1'd0;
    else if(Conv_Go)
        Conv_En <= 1'd1;
    else if((LSM_CNT == 6'd34) && (DIV_CNT == MCNT_DIV_CNT))
        Conv_En <= 1'd0;
    else
        Conv_En <= Conv_En;
    
    always@(posedge Clk or negedge Reset_n)
    if(!Reset_n)
        DIV_CNT <= 0;
    else if(Conv_En)begin
        if(DIV_CNT == MCNT_DIV_CNT)
            DIV_CNT <= 0;
        else    
            DIV_CNT <= DIV_CNT + 1'd1;
    end
    else
        DIV_CNT <= 0;

    always@(posedge Clk or negedge Reset_n)
    if(!Reset_n)
        LSM_CNT <= 6'd0;
    else if(DIV_CNT == MCNT_DIV_CNT)begin
        if(LSM_CNT == 6'd34)
            LSM_CNT <= 6'd0;
        else
            LSM_CNT <= LSM_CNT + 1'd1; 
    end
    else
        LSM_CNT <= LSM_CNT;


    always@(posedge Clk or negedge Reset_n )
    if(!Reset_n )begin
        Data_r <= 12'd0;
        ADC_SCLK <= 1'd1;
        ADC_DIN <= 1'd1;
        ADC_CS_N <= 1'd1;
    end
    else if(DIV_CNT == MCNT_DIV_CNT)begin
        case(LSM_CNT)
            0 : begin ADC_CS_N <= 1'd1; ADC_SCLK <= 1'd1;end
            1 : begin ADC_CS_N <= 1'd0;end
            2 : begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            3 : begin ADC_SCLK <= 1'd1;end
            4 : begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            5 : begin ADC_SCLK <= 1'd1;end    
            6 : begin ADC_SCLK <= 1'd0;ADC_DIN <= r_Addr[2]; end
            7 : begin ADC_SCLK <= 1'd1;end    
            8 : begin ADC_SCLK <= 1'd0;ADC_DIN <= r_Addr[1]; end
            9 : begin ADC_SCLK <= 1'd1;end    
            10 :begin ADC_SCLK <= 1'd0;ADC_DIN <= r_Addr[0]; end
            11: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[11] <= ADC_DOUT; end
            12: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            13: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[10] <= ADC_DOUT; end
            14: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end    
            15: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[9] <= ADC_DOUT; end
            16: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            17: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[8] <= ADC_DOUT; end
            18: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end    
            19: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[7] <= ADC_DOUT; end
            20: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            21: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[6] <= ADC_DOUT; end
            22: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end    
            23: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[5] <= ADC_DOUT; end
            24: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            25: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[4] <= ADC_DOUT; end
            26: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end    
            27: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[3] <= ADC_DOUT; end
            28: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            29: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[2] <= ADC_DOUT; end
            30: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end    
            31: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[1] <= ADC_DOUT; end
            32: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            33: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[0] <= ADC_DOUT; end
            34: begin ADC_SCLK <= 1'd1;ADC_CS_N <= 1'd1; end
            default: ADC_CS_N <= 1'd1; 
        endcase
    end

    always@(posedge Clk or negedge Reset_n )
    if(!Reset_n )begin
        Data <= 12'd0;
        Conv_Done <= 0;
    end
    else if((LSM_CNT == 34) && (DIV_CNT == MCNT_DIV_CNT))begin
        Conv_Done <= 1'd1;
        Data <= Data_r;
    end
    else begin
        Conv_Done <= 1'd0;
        Data <= Data;
    end

endmodule

5.  adc128s102_tb

`timescale 1ns/1ns

module adc128s102_tb;

    reg clk;
    reg reset_n;
    
    reg Conv_Go;
    reg [2:0]Addr;
    
    wire Conv_Done;
    wire[11:0]Data;
    
    wire ADC_SCLK;
    wire ADC_CS_N;
    wire ADC_DIN;
    reg ADC_DOUT;

    adc128s102 adc128s102(
        .Clk(clk),
        .Reset_n(reset_n),
        .Conv_Go(Conv_Go),
        .Addr(Addr),

        .Conv_Done(Conv_Done),
        .Data(Data),
        .ADC_SCLK(ADC_SCLK),
        .ADC_CS_N(ADC_CS_N),
        .ADC_DIN(ADC_DIN),
        .ADC_DOUT(ADC_DOUT)
    );
    
    initial clk = 1;
    always #10 clk = ~clk;
    
    initial begin
        reset_n = 0;
        Conv_Go = 0;
        Addr = 0;
        #201;
        reset_n = 1;
        #200;
        Conv_Go = 1;
        Addr = 3;
        #20;
        Conv_Go  = 0;
        wait(!ADC_CS_N);
        //16'h0A58
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB15 
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB14 
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB13        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB12        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1; //DB11          
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB10         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1; //DB9         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB8         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB7         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1; //DB6         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB5         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1; //DB4        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1; //DB3         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB2        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB1         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB0      
        wait(ADC_CS_N);
        #2000;   
             
        Conv_Go = 1;
        Addr = 7;
        #20;
        Conv_Go  = 0;        
        wait(!ADC_CS_N);
        //16'h0893
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1;          
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1;       
        wait(ADC_CS_N);
        #200;    
        #2000;
        $stop;
    end
endmodule

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1668477.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

MFC的句柄概念以及句柄类型

在MFC&#xff08;Microsoft Foundation Class&#xff09;桌面应用程序中&#xff0c;窗口是通过句柄&#xff08;Handle&#xff09;来进行管理和操作的。 句柄是一个标识符&#xff0c;用于唯一标识和引用窗口、控件、设备上下文等对象。在MFC桌面应用程序中&#xff0c;常…

mac -- Navicat premium for mac 12的安装破解过程

下载准备好dmg文件&#xff0c;接下来开始安装破解。 镜像在官网下载&#xff0c;复制打开链接可以直接下载&#xff0c;可以直接下载中文版&#xff0c;不需要汉化&#xff1a;&#xff08;下载包不能用&#xff0c;留言我发给你&#xff09; 英文64位&#xff1a; http://dow…

【0003day】VOSviewer分析

这个软件也可以用知网&#xff0c;也可以用web of science。 首先&#xff0c;需要创建数据。这个数据如何创建&#xff0c;需要参考对应的教程。&#xff08;本文以web of science为平台来做分析。&#xff09; 首先&#xff0c;创建对应的数据库。 一直下一步 让后选择完…

Linux重定向及缓冲区理解

重定向&#xff1a; 在上一期虚拟文件系统中讲到了每个进程在打开后&#xff0c;都会默认打开3个文件&#xff0c;如下&#xff1a; stdin 标准输入&#xff08;键盘&#xff09; 文件描述符&#xff1a;0 stdout 标准输出&#xff08;显示器&#xff09;文件描述符&a…

Boss让你设计架构图,你懵逼了,解救你的参考图来啦。

架构图是指用于描述系统或软件的结构和组成部分之间关系的图形表示。 它是一种高层次的图示&#xff0c;用于展示系统的组件、模块、接口和数据流等&#xff0c;以及它们之间的相互作用和依赖关系。架构图通常被用于可视化系统的整体设计和组织结构&#xff0c;帮助人们理解系…

分享10类正规的网上赚钱平台,让你摆脱单一收入

在这个互联网飞速发展的时代&#xff0c;你是否还在为单一的收入来源而焦虑&#xff1f;别担心&#xff0c;今天带你解锁10种网上赚钱的新姿势&#xff0c;让你的收入不再单一&#xff0c;甚至可能翻倍&#xff01; 1. 文库类&#xff1a;知识的变现 你知道吗&#xff1f;你的…

利用IP地址查询解决被“薅羊毛”的方法

在互联网时代&#xff0c;随着各种网络诈骗手段的不断更新和演变&#xff0c;“薅羊毛”成为了一种常见的网络犯罪行为。其中&#xff0c;利用查询IP地址进行欺诈活动已经成为一种普遍的手段。当个人或组织的IP地址被不法分子查询后&#xff0c;可能会面临虚假注册、盗取个人信…

三. TensorRT基础入门-剖析ONNX架构并理解ProtoBuf

目录 前言0. 简述1. 执行一下我们的python程序2. ONNX是什么&#xff1f;3. onnx中的各类Proto3.1 理解onnx中的ValueInfoProto3.2 理解onnx中的TensorProto3.3 理解onnx中的NodeProto3.4 理解onnx中的AttributeProto3.5 理解onnx中的GraphProto3.6 理解onnx中的ModelProto 4. …

Google与哈佛大学的科学家团队共同创造了一张人脑中一个极小部分的精细地图

每周跟踪AI热点新闻动向和震撼发展 想要探索生成式人工智能的前沿进展吗&#xff1f;订阅我们的简报&#xff0c;深入解析最新的技术突破、实际应用案例和未来的趋势。与全球数同行一同&#xff0c;从行业内部的深度分析和实用指南中受益。不要错过这个机会&#xff0c;成为AI领…

Python悬置动刚度模拟及复数绘制

Python悬置动刚度模拟及复数绘制 1、复数绘制极坐标图2、动刚度的计算公式3、悬置动刚度的影响因素4、 AVL Excite 悬置动刚度的模拟 1、复数绘制极坐标图 # _*_ coding:UTF-8 _*_import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np# 定义复数数组 complexNums [1.5 1.2j,…

Python网络爬虫原理及实践

1 网络爬虫 网络爬虫&#xff1a;是一种按照一定的规则&#xff0c;自动地抓取万维网信息的程序或者脚本。 网络爬虫相关技术和框架繁多&#xff0c;针对场景的不同可以选择不同的网络爬虫技术。 2 Scrapy框架&#xff08;Python&#xff09; 2.1. Scrapy架构 2.1.1. 系统…

io_uring的使用示例及其解释

io_uring的使用示例及其解释 1 io_uring机制1.1 io_uring机制1.2 io_uring系统调用接口功能介绍1.2.1 io_uring_setup()&#xff1a;1.2.2 io_uring_enter()&#xff1a;1.2.3 io_uring_register()&#xff1a; 2 liburing2.1 liburing简介2.2 liburing编译2.2.1 liburing的代码…

如何快速展示专业:掌握类的基本概念-类/方法/关键字/变量/数据类型/注释

在李笑来的《财富自由之路》中提到一种初学者快速入门的学习方法&#xff1a;快速掌握最小必要知识。 关于Java的类&#xff0c;最少必要知识就是本文提到的基本概念&#xff0c;掌握了这些基本概念&#xff0c;就对类有了基本的了解&#xff0c;为后续的深入学习和沟通奠定了基…

MFC桌面应用中窗口的客户区与非客户区的

在MFC&#xff08;Microsoft Foundation Class&#xff09;中&#xff0c;窗口被分为客户区和非客户区。理解这两个概念对于设计和开发Windows应用程序至关重要。 客户区&#xff08;Client Area&#xff09;&#xff1a; 客户区是窗口中用于显示应用程序内容的区域。它是窗口…

单链表经典算法OJ题---力扣206,876(带图详解

1.链接&#xff1a;. - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09;【点击即可跳转】 思路&#xff1a;创建三个指针&#xff0c;看下图 注意&#xff1a;n3如果为空&#xff0c;则不能继续指向下一节点&#xff0c;需要进行判断 代码实现&#xff1a; struct ListNode* reverseLi…

VS中scanf使用的常见问题

本篇文章给大家讲一讲如何解决scanf使用的常见问题 那么先给大家看一下scanf在vs编译器中出现的问题 从图中大家可以看到这串代码报错了&#xff0c;那么我们来看看报错信息 从图中我们可以看到&#xff0c;vs说scanf不安全&#xff0c;并且也给了我们两种解决方法 第一种&…

路由器、交换机和网卡

大家使用VMware安装镜像之后&#xff0c;是不是都会考虑虚拟机的镜像系统怎么连上网的&#xff0c;它的连接方式是什么&#xff0c;它ip是什么&#xff1f; 路由器、交换机和网卡 1.路由器 一般有几个功能&#xff0c;第一个是网关、第二个是扩展有线网络端口、第三个是WiFi功…

数据恢复软件 –最好的Android数据恢复软件分享

在安卓数据恢复方面&#xff0c;奇客数据恢复安卓版是最好的 Android 数据恢复公司&#xff0c;因为它的成功率为 100%。随着无数企业和个人使用智能手机和平板电脑&#xff0c;总是有很多数据丢失或损坏的机会&#xff0c;这就是它们如此受欢迎的原因。在恢复数据时&#xff0…

vue+springboot项目服务器部署

①创建一台opencloud8的腾讯云服务器 ②用xshell连接服务器 ③vue中新建.env.development配置文件 .env.development: VUE_APP_BASEURLhttp://localhost:9090 .env.production: VUE_APP_BASEURLhttp://服务器ip:9090 ④修改main.js import Vue from vue import App from ./A…

IB 公式解析

公式 3.2. Influence Function 影响函数允许我们在移除样本时估计模型参数的变化&#xff0c;而无需实际移除数据并重新训练模型。 3.3 影响平衡加权因子 3.4 影响平衡损失 3.5 类内重加权 m代表一个批次&#xff08;batch&#xff09;的大小&#xff0c;这意味着公式对一个批…