GAD7980/CL1680/AD7980详解与开发说明

news2024/12/24 20:17:22

1 概述

本文用于讲述GAD7980的功能与用法，以及其中一些参数的计算方法，用法时序，输出数值等等，便于后续沟通交流。
GAD7980与AD7980/CL1680时序兼容，硬件兼容可以使用同一套代码。

2 GAD7980简介

GAD7980是一款16位1MSPS SAR ADC，常用来采集电压信号。最大采样率为1MSPS，采用兼容的SPI接口进行数据输出，没有寄存器等配置，使用简单。
其原理框图如下：
在这里插入图片描述

3 用法时序

虽然本芯片手册介绍了很多种使用模式，但本文仅以CS模式（三线式且无繁忙指示）举例说明使用情况其时序如下所示：
在这里插入图片描述

资料上的CS模式的意思为采集分两步：
1）转换区间：当SDI=1后，进入CS模式，当CNV的上升沿来临时启动转换进入转换区间（CONVERSION），在最大转换时间内CNV要一直保持高电平。
2）采集区间：之后CNV拉低开始进入采集区间（ACQUISITION），在CNV拉低后的第一个SCK的处开始拿数据，总共16个数据，MSB先出来。16个个SCK后就关断了采集，等待进入下一个周期。

4 参数计算与参数解释

4.1 采样率

采样率=1s/tcyc；
所以最大采样率是在tcyc最小时出现，即最大采样率=1s/1us=1MHZ
Tcyc=转换时间(tCONV)+采集时间（tACQ）;

4.2 转换时间

转换时间tconv是器件将模拟信号转换为数字信号的时间，有一个根据资料可知典型值为0.6us，最大值为0.7us，即在代码设计时，选择CS模式时CNV保持高电平的时间应该至少大于0.6us，最好大于0.7us。

4.3 采集时间

采集时间为将数据用SDO吐出的时间，共16个SCK。虽然手册上说tsck最小为12ns，即SPI的理论速率可以达到83MHZ左右。但是又规定了tacq最小为0.3us，则实际上tsck的最小周期=0.3us/16=18.75ns，即SPI的速率最大应该以周期18.75ns算得到53MHZ左右。
当然若要尝试把SPI速率拉到解决理论值，在需要把CNV的高电平时间拉的更长。