C51 - SPI读写ADC

news2025/11/1 5:28:36

TSC2046

1> 项目概述
2> 硬件设计
3> TSC2046
- 3.1> TSC2046功能
- 3.2> TSC2046控制命令
- 3.3> 控制命令总结
- 3.4> SPI协议
- 3.5> 数据转换
4> 软件编程
- 4.1> 实现功能
- 4.2> 编程思路
- 4.3> SPI驱动
- 4.4> TSC2046驱动
5> 联调测试
- 5.1> VBAT的1/4分压
- 5.2> MOSI波形测试
- 5.2> MISO波形测试
6> 复盘总结

1> 项目概述

51单片机模拟SPI总线，读取AD转换芯片TSC2046的4路转换值，通过串口发送到PC；

2> 硬件设计

MCU部分：

ADC部分：

3> TSC2046

3.1> TSC2046功能

TSC2046 有2个功能：
1》连接触摸屏（差分模式）；
2》4路AD转换（单端模式）；

3.2> TSC2046控制命令

222

3.3> 控制命令总结

XP引脚输入：  0b' 1001 0100;   // 0x94;
YP引脚输入：  0b' 1101 0100；  // 0xD4;
VBAT引脚输入：0b' 1010 0100;   // 0xA4;
AUX引脚输入： 0b' 1110 0100；  // 0xE4;

3.4> SPI协议

概述：
SPI（Serial Peripheral Interface）串行外设接口；

传输格式：

空闲态：
/CS = 1； - CLK = 0；- MOSI = 0；- MISO = 1；

起始位： CS拉低；
停止位：CS拉高；

写时序：MOSI放数据，然后主机在CLK↑上升沿发送数据，循环8次；

BUSY信号：第9个CLK时产生忙信号，告诉主机正在转换数据；

读时序：第10个CLK↓下降沿，从机在MISO上发送数据，循环12次；

总结规律：
1> 主机在CLK上升沿，发送数据在MOSI上；
2> 从机在CLK下降沿，发送数据在MISO上；

时序参数：

3.1

3.5> 数据转换

因为TSC2046的分辨率为12位，所以2^12 = 4096；

4> 软件编程

4.1> 实现功能

51单片机模拟SPI总线，读取AD转换芯片TSC2046的4路转换值，通过串口发送到PC；

4.2> 编程思路

模块化，分层思路，使SPI驱动模块方便的被所以SPI设备调用，如TSC2046，DS1302等等

4.3> SPI驱动

/**
 * @brief SPI write 1 byte
 * @param dat,8bit
 * @retval None
 */
void SPI_WriteByte(uchar8_t dat)
{
	uchar8_t i = 0;

	for (i = 0; i < 8; i++) {
		ADC_SPI_MOSI = dat >> 7;
		dat <<= 1;

		ADC_SPI_CLK = 1;
		ADC_SPI_CLK = 0;
	}
}


/**
 * @brief SPI Read 1 byte
 * @param None
 * @retval data
 */
uchar8_t SPI_ReadByte(void)
{
	uchar8_t i = 0;
	uchar8_t val = 0;
	
	for (i = 0; i < 8; i++) {
		ADC_SPI_CLK = 1;
		ADC_SPI_CLK = 0;
		
		val <<= 1;
		val |= ADC_SPI_MISO;		
	}	

   return val;
}

4.4> TSC2046驱动

ushort16_t TSC2046_ReadAD(uchar8_t chanel)
{
	ushort16_t val = 0;	

	ADC_SPI_CLK = 0;
	ADC_SPI_MOSI = 0;
	ADC_SPI_CS = 0;

	SPI_WriteByte(chanel);
	Delay_5us();

	val = SPI_ReadByte();
	val <<= 8;

	val |= SPI_ReadByte();
	val >>= 4;

	ADC_SPI_CS = 1;

	return val;
}