启凡科技企业网站建设,自己建设网站教程,wordpress 主题 修改,图片网站优化AD7124-4 实测热电偶数据读取#xff0c;电压精度到稳定到1uV, 电压波动260nV, 温度精度到0.01℃ AD7124_STM32_ADI官网例程使用stm32 和ad7124做温控调试#xff0c;发现效果还是不错的#xff0c;至少比ads1256的效果好多啦#xff01;Chapter1 AD7124-4 实测热电偶数据读… AD7124-4 实测热电偶数据读取电压精度到稳定到±1uV, 电压波动260nV, 温度精度到±0.01℃ AD7124_STM32_ADI官网例程使用stm32 和ad7124做温控调试发现效果还是不错的至少比ads1256的效果好多啦Chapter1 AD7124-4 实测热电偶数据读取电压精度到稳定到±1uV, 电压波动260nV, 温度精度到±0.01℃Chapter2 24Bit Σ-Δ ADC——AD7124的多通道初始化配置一、前言二、ADC寄存器介绍1. 配置寄存器2. 滤波寄存器3. 偏置寄存器4. 增益寄存器5. 诊断寄存器 三、通道与CONFIG_x的映射四、实验数据 Chapter3 STM32的硬件SPI驱动AD7124的方法一、芯片介绍二、引脚排布三、时序图与驱动程序1. 芯片初始化2. SPI读写函数3. AD7124复位AD7124读取IDAD7124写入配置读取数据 资料链接 Chapter4 AD7124的调试总结AD7124芯片的调试闭坑总结1、SPI通讯速率尽量不要大于5M但是实测短线情况下9M通讯正常。2、SYNC引脚一定要拉高拉低的话不转换。3、无法通过ADC_CONTROL寄存器控制内部基准4、注意选择参考电压5、REFOUT引脚需要对地接一个0.1uF电容否则会出问题。6、在初始化写入AD7124寄存器前最好一定读一次状态寄存器否则可能写入寄存器失败。7、测内部20mV信号时请断开外部AI连接否则可能AD芯片死机8、精度问题9、AD工作模式及校准10、REFIN() 与 REFIN(-)之差的范围是 1V到3.3V 这个一定要注意低于1V芯片可能会不转换这个问题折磨了我很久。11、在实际使用过程中注意 AI通道的对AVSS的绝对电压范围12、电源问题AVSS 与 IVSS 最好单独供电13、还是紧接着电源问题 AD7124_STM32_ADI官网例程
https://wiki.analog.com/resources/tools-software/product-support-software/ad7124-stm32
使用stm32 和ad7124做温控调试发现效果还是不错的至少比ads1256的效果好多啦
原文链接https://blog.csdn.net/zhengwenbang/article/details/133308700
Chapter1 AD7124-4 实测热电偶数据读取电压精度到稳定到±1uV, 电压波动260nV, 温度精度到±0.01℃
CH0 CH1两通连续转换模式PGA 64: SPS: 8.89 使用快速建立模式 Sinc3 Sinc1 偏置与增益寄存器均使用原厂默认参数这2个寄存器未配置 CH0(AIN0 AIN1)对应 CONFIG0 CH1(AIN2 AIN3)对应CONFIG1。 两个通道均是双极性配置AIN0上使能了内部偏置电压。为了热电偶应用
当然要让ADC运行稳定 首先硬件上ADC电路供电电路要稳定AD7124-4我是自己针对客户应用的做的隔离模块。AD7124 SPI通讯使用隔离SPI芯片。
ADC的电源 是这样。 ADDCDCDC隔离模块B0505LDO最终到3.3V 还有其它包括不限于 共模滤波 三端滤波器 等等。高精度外部2.5V参考电压源。 ACDC是从市电转成5V DCDC隔离模块用的B0505。5V转成隔离5V 专供ADC模块。 LDORTQ2520GQW这个不好买建议用其它的超低噪声LDO 隔离后5V再降压成3.3V专供AD7124
///AD7124多通道连续转换模式初始化
///1对1映射
void Ad7124_Multichannel_Continuous_Conversion_Init( void )
{///uint32_t temp_32bit0;Ad7124_Sofe_Reset(); ///上电后一定要复位否则ADC会运行异常。uint8_t temp[2]{0XFF,0XFF};vTaskDelay( 100 );Ad7124_Read_Regs( Ad7124Regs[AD7124_ID_REG].addr, temp, Ad7124Regs[AD7124_ID_REG].size );temp[0]0XF0; ///去掉低4位才是DEVICE_ID if( temp[0] AD7124_DEVICE_ID ){DBG_PRINTF( ad7124 read Id ok\r\n );}else{DBG_PRINTF( ad7124 read Id ERROR\r\n );}vTaskDelay( 100 );Read_Ad7124_State_Reg(); ///上电后要先读取一次状态寄存器 vTaskDelay( 100 );///写AD7124 控制寄存器 ///连续转换 AD7124_ADC_CTRL_REG_DATA_STATUSAd7124Regs[AD7124_ADC_CTRL_REG].valueAD7124_ADC_CTRL_REG_DATA_STATUS |AD7124_ADC_CTRL_REG_DOUT_RDY_DEL| AD7124_ADC_CTRL_REG_REF_EN | AD7124_ADC_CTRL_REG_POWER_MODE( CTRL_FULL_POWER )\| AD7124_ADC_CTRL_REG_MODE( CTRL_CONTINUOUS_CONVERSION_MODE ) | AD7124_ADC_CTRL_REG_CLK_SEL( 0 );Ad7124_Write_Regs( AD7124_ADC_CTRL_REG, Ad7124Regs[AD7124_ADC_CTRL_REG].value,Ad7124Regs[AD7124_ADC_CTRL_REG].size );///写AD7124 通道0寄存器0号通道开启Ad7124_Write_Regs( AD7124_CH0_MAP_REG, AD7124_CH_MAP_REG_CH_ENABLE\| AD7124_CH_MAP_REG_SETUP( CH_SETUP0 ) | AD7124_CH_MAP_REG_AINP( CH_AIN0 ) | AD7124_CH_MAP_REG_AINM( CH_AIN1 ), SIZE_BYTE2 );///写AD7124 通道1寄存器Ad7124_Write_Regs( AD7124_CH1_MAP_REG, AD7124_CH_MAP_REG_CH_ENABLE \| AD7124_CH_MAP_REG_SETUP( CH_SETUP1 ) | AD7124_CH_MAP_REG_AINP( CH_AIN2 ) | AD7124_CH_MAP_REG_AINM( CH_AIN3 ), SIZE_BYTE2 );///写AD7124 配置1寄存器 64 ±39.06 mVAd7124_Write_Regs( AD7124_CFG0_REG, AD7124_CFG_REG_BIPOLAR \| AD7124_CFG_REG_AIN_BUFP | AD7124_CFG_REG_AINN_BUFM \| AD7124_CFG_REG_REF_SEL( CFG_REF_REFIN1 ) | AD7124_CFG_REG_PGA( CFG_PGA_64 ), SIZE_BYTE2 );///写AD7124 配置2寄存器 64 ±39.06 mV///双极性 | 打开ADC缓冲 | 打开ADC-缓冲 | REF_SEL(x) x2 外部REF1基准 | REG_PGA(AD7124_PGA_64) 6对应增益64(±39.06mV)Ad7124_Write_Regs( AD7124_CFG1_REG, AD7124_CFG_REG_BIPOLAR| AD7124_CFG_REG_AIN_BUFP | AD7124_CFG_REG_AINN_BUFM \| AD7124_CFG_REG_REF_SEL( CFG_REF_REFIN1 ) | AD7124_CFG_REG_PGA( CFG_PGA_64 ), SIZE_BYTE2 );///写AD7124 滤波寄存器0 sinc3SIN1 快速模式 120 8.89Hz 以16为基数计算均值)Ad7124_Write_Regs( AD7124_FILT0_REG, AD7124_FILT_REG_FILTER( FILT_FILTER_SINC3_SIN1 )\| AD7124_FILT_REG_REJ60 | AD7124_FILT_REG_POST_FILTER( 0 ) | AD7124_FILT_REG_FS( 120 ), SIZE_BYTE3 );///写AD7124 滤波寄存器1 sinc3SIN1 快速模式 120 8.89Hz 以16为基数计算均值)Ad7124_Write_Regs( AD7124_FILT1_REG, AD7124_FILT_REG_FILTER( FILT_FILTER_SINC3_SIN1 )\| AD7124_FILT_REG_REJ60 | AD7124_FILT_REG_POST_FILTER( 0 ) | AD7124_FILT_REG_FS( 120 ), SIZE_BYTE3 );Ad7124_Write_Regs( AD7124_IO_CTRL2_REG, AD7124_IO_CTRL2_REG_GPIO_VBIAS0, Ad7124Regs[AD7124_IO_CTRL2_REG].size );
}
因终端客户保密发不了全部代码头文件及宏定义这些宏定义就是寄存器配置参数值请自行参考手册。AD7124寄存器读写寄存用 STM32硬件SPI读取
实测K热电偶电压读取。 uV小数点后面丢弃。电压稳定在±1uV 转换成K热电偶温度温度稳定在±0.01℃ 实测 uV小数量点后面3位 实测数据波动 260nV. 与手册所写Sinc3 Sinc1滤波器 SPS8.89配置 噪声0.036RMSX6.60.2376uV 结果比较接近。当然用ADC自行读取比不上示波器更精准
Chapter2 24Bit Σ-Δ ADC——AD7124的多通道初始化配置
原文链接https://blog.csdn.net/m0_46369352/article/details/127381641
一、前言
AD7124是目前常用的一种24位ADC在全功率模式、9.4SPS的速率、gain 128的状态运行均方根rms可达到23nV信号误差在±10uV左右单片价格在135~150对于测控仪器中采集芯片的选型来说该芯片价位处于中端层面性价比较高。 AD7124的引脚排布、硬件SPI的驱动方式我已经在上一篇文章发布过这里不再做过多赘述链接如下
使用stm32的硬件SPI驱动AD7124的方法
二、ADC寄存器介绍
首先介绍一下AD7124几个常用寄存器的基本功能。我们以AD7124-4BRUZ为例它有8个独立的设置每个设置都包含了如下寄存器
配置寄存器(Configuration register) 滤波寄存器(Filter register) 偏置寄存器(Offset register) 增益寄存器(Gain register)
1. 配置寄存器
配置寄存器允许用户选择ADC设置为双极性或单极性模式时的输出编码。 在双极性模式下ADC可以采集到负电压输出编码为偏移二进制offset binary采集范围是-VREF/gain ~ VREF/gain 在单极性模式下ADC只能采集正电压输出编码为标准二进制straight binary采集范围是0 ~ VREF/gain 在这两种情况下 输入电压必须包含AVDD和AVSS。用户可以使用这些寄存器选择参考源四个选项都是可用的 1个内部2.5V参考源、1个连接REFIN1()和REFIN1(-)的外部参考源、1个连接REFIN2()和REFIN2(-)的外部参考源或以AVDD-AVSS作为参考。PGA提供了1、2、4、8、16、32、64和128倍增益。模拟输入缓存(buffer)和参考输入缓存都可以用寄存器使能。 下图为滤波寄存器0的寄存器位Bit[15:12]是保留位默认0Bit11 0为单极性为1双极性 2. 滤波寄存器
是一个24bit寄存器滤波寄存器下选为数字滤波器被用于ADC调制器的输出。滤波器型号和数据输出速率在设置寄存器位时被选择。 最高3位是滤波器组数可以用000-111代表Filter0-7REJ60为60Hz开启数字抑制器位写1开启默认为50Hz抑制器高8位的Bit[3:1]设置前置滤波器Bit0为1开启单循环中8位的Bit[7:4]为保留位默认0FS[10:8]至FS[7:0]是过滤器寄存器中要写进去的的十进制数可以从1到2047。
不同的设置会影响输出数据速率、处理时间。
3. 偏置寄存器
增益寄存器是保持ADC增益校准系数的24位寄存器。增益寄存器是读/写寄存器。在gain1时增益系数被校准因此默认值因设备而异。如果一个内部或系统全范围校准被用户初始化默认值被自动覆写。更多信息请看偏置滤波器部分。 4. 增益寄存器
AD7124-4有八个增益寄存器从GAIN_0到GAIN_7。每个增益寄存器都与一个设置相关联GAIN_x与设置x相关联。增益寄存器是24位寄存器并保存ADC的满量程校准系数。AD7124-4的出厂校准增益为1。增益寄存器在上电和复位后包含这个工厂生成的值。 增益寄存器是读/写寄存器。 然而当写入寄存器时ADC必须处于待机模式或空闲模式。如果用户发起内部或系统满量程校准则默认值将自动覆盖 或者写入满量程寄存器。
5. 诊断寄存器
又叫ERROR RegistersERROR_EN寄存器可以使能或失能AD7124的众多诊断程序。默认下SPI_IGNORE功能是使能的这个位可以指示写ADC时不恰当的次数例如在上电和复位期间其他诊断包括
SPI读和写检查确保只有合法的寄存器才能被访问 SCLK计数器确保正确的SCLK脉冲数被使用 SCLK CRC校验 内存分布 CRC校验 LDO检查 当一个诊断被使能在错误寄存器内包含相应的标志位。所有的使能标志位在状态寄存器内被命令去控制ERR flag。因此如果发生一个错误例如SPI CRC校验检测到1个错误在错误寄存器中有关的标志位会被设置例如SPI_CRC_ERR标志位。在状态寄存器中ERR标志位总是被置位的。ERR位表示是否发生错误。用户可以读取错误寄存器以获得关于错误源的更多信息。
三、通道与CONFIG_x的映射
图70是ADC配置寄存器与滤波、增益和偏置寄存器的关系按照逻辑来说需要一步步地去配置且他们之间存在几种不同的对应关系不同的配置组合会对采样造成不同的影响首先我们需要理解配置的灵活性(Flexibility)。 多对1映射 图71展示了CH0~CH3的通道配置被称为Single Setup用灰色字体显示的寄存器暂时用不上。这4个差分通道均采用同一组配置寄存器CONFIG_0的配置被4个通道共用。 Single Setup适合单通道采集若不同的通道均采集同一范围的信号也适用Single Setup。 下列代码展示了如何配置Single Setup
void AD7124_Multiple_INIT(uint8_t SamHz)//多通道初始化函数
{AD7124_Reset();AD_Delay(500);//写AD7124 控制寄存器AD7124_Write_Reg(AD7124_ADC_CTRL_REG,2,AD7124_ADC_CTRL_REG_REF_EN | AD7124_ADC_CTRL_REG_POWER_MODE(3) | AD7124_ADC_CTRL_REG_MODE(0) | AD7124_ADC_CTRL_REG_CLK_SEL(0) | AD7124_ADC_CTRL_REG_CS_EN);AD7124_Write_Reg(AD7124_CH0_MAP_REG,2,AD7124_CH_MAP_REG_CH_DISABLE | AD7124_CH_MAP_REG_SETUP(0) | AD7124_CH_MAP_REG_AINP(0) | AD7124_CH_MAP_REG_AINM(1)); AD7124_Write_Reg(AD7124_CH1_MAP_REG,2,AD7124_CH_MAP_REG_CH_ENABLE | AD7124_CH_MAP_REG_SETUP(0) | AD7124_CH_MAP_REG_AINP(2) | AD7124_CH_MAP_REG_AINM(3)); AD7124_Write_Reg(AD7124_CH2_MAP_REG,2,AD7124_CH_MAP_REG_CH_ENABLE | AD7124_CH_MAP_REG_SETUP(0) | AD7124_CH_MAP_REG_AINP(4) | AD7124_CH_MAP_REG_AINM(5)); AD7124_Write_Reg(AD7124_CH3_MAP_REG,2,AD7124_CH_MAP_REG_CH_ENABLE | AD7124_CH_MAP_REG_SETUP(0) | AD7124_CH_MAP_REG_AINP(6) | AD7124_CH_MAP_REG_AINM(7)); //写AD7124 配置0寄存器AD7124_Write_Reg(AD7124_CFG0_REG,2,AD7124_CFG_REG_UNIPOLAR | AD7124_CFG_REG_AIN_BUFP | AD7124_CFG_REG_AINN_BUFM | AD7124_CFG_REG_REF_SEL(2) | \AD7124_CFG_REG_PGA(7)); //单极性 | 打开ADC缓冲 | 打开ADC-缓冲 | REF_SEL(x) x0 REFIN1()/REFIN1(-) x1 REFIN2()/REFIN2(-) x2 内部基准电压源 x3 AVDD//REG_PGA(x) 0-7对应增益1(±2.5V) 2(±1.25V) 4(± 625mV ) 8(±312.5 mV ) 16(±156.25 mV) 32(±78.125 mV) 64(±39.06mV) 128(±19.53mV)SamprateSamHz;switch(SamHz){case Samprate_2Hz:AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT0_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_REJ60 | \AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(384));break;case Samprate_5Hz:AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT0_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_REJ60 | \AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(200));break;case Samprate_10Hz:AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT0_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_REJ60 | \AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(100));break;case Samprate_20Hz:AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT0_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_REJ60 | \AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(50));break;case Samprate_50Hz:AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT0_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_REJ60 | \AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(22));break;case Samprate_100Hz:AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT0_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_REJ60 | \AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(11));break;case Samprate_200Hz:AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT0_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_REJ60 | \AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(5));break;case Samprate_500Hz:AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT0_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_REJ60 | \AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(2));break;case Samprate_1kHz:AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT0_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(2) | AD7124_FILT_REG_REJ60 | \AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(1));break;}
}
注意观察被红框标注的部分AD7124_CH_MAP_REG_SETUP(0)代表地址0x19AD7124_CH_MAP_REG_SETUP(x)和AD7124_CFGx_REG之间x的数字必须匹配否则采集到的信号会是全F。 1对1映射
//函数: 多通道初始化函数,初始1号AD7124的1-3通道
//变量: 无
//返回值: 无
void AD7124_Multiple_INIT(void)//多通道初始化函数
{AD7124_Reset();AD_Delay(500);//写AD7124 控制寄存器AD7124_Write_Reg(AD7124_ADC_CTRL_REG,2,AD7124_ADC_CTRL_REG_DATA_STATUS | AD7124_ADC_CTRL_REG_REF_EN | AD7124_ADC_CTRL_REG_POWER_MODE(3) | AD7124_ADC_CTRL_REG_MODE(0) | AD7124_ADC_CTRL_REG_CLK_SEL(0) | AD7124_ADC_CTRL_REG_CS_EN);//通道指示 | 内部参考打开 | POWER_MODE(x) x0 低功耗 x1 中功率 x2、3全功率 | CTRL_REG_MODE(x) x0 连续转换模式 x1 单次转换模式 其他模式请看手册 | CLK_SEL(x) x0 内部 x2 外部//写AD7124 通道0寄存器0号通道不开启//使能通道0 | 用配置0 | AINP(x) ADC选择 0-15对应通道0-15 | AINM(x) ADC-选择 0-15对应通道0-15 其他通道请查看手册AD7124_Write_Reg(AD7124_CH0_MAP_REG,2,AD7124_CH_MAP_REG_CH_DISABLE | AD7124_CH_MAP_REG_SETUP(0) | AD7124_CH_MAP_REG_AINP(0) | AD7124_CH_MAP_REG_AINM(1));//写AD7124 通道1寄存器//使能通道1 | 用配置1 | AINP(x) ADC选择 0-7对应通道0-7 | AINM(x) ADC-选择 0-7对应通道0-7 其他通道请查看手册AD7124_Write_Reg(AD7124_CH1_MAP_REG,2,AD7124_CH_MAP_REG_CH_ENABLE | AD7124_CH_MAP_REG_SETUP(1) | AD7124_CH_MAP_REG_AINP(2) | AD7124_CH_MAP_REG_AINM(3)); //写AD7124 通道2寄存器//使能通道2 | 用配置2 | AINP(x) ADC选择 0-7对应通道0-7 | AINM(x) ADC-选择 0-7对应通道0-7 其他通道请查看手册AD7124_Write_Reg(AD7124_CH2_MAP_REG,2,AD7124_CH_MAP_REG_CH_ENABLE | AD7124_CH_MAP_REG_SETUP(0) | AD7124_CH_MAP_REG_AINP(4) | AD7124_CH_MAP_REG_AINM(5)); //写AD7124 通道3寄存器//使能通道3 | 用配置3 | AINP(x) ADC选择 0-7对应通道0-7 | AINM(x) ADC-选择 0-7对应通道0-7 其他通道请查看手册AD7124_Write_Reg(AD7124_CH3_MAP_REG,2,AD7124_CH_MAP_REG_CH_ENABLE | AD7124_CH_MAP_REG_SETUP(0) | AD7124_CH_MAP_REG_AINP(6) | AD7124_CH_MAP_REG_AINM(7)); //写AD7124 配置1寄存器AD7124_Write_Reg(AD7124_CFG1_REG,2,AD7124_CFG_REG_UNIPOLAR | AD7124_CFG_REG_AIN_BUFP | AD7124_CFG_REG_AINN_BUFM | AD7124_CFG_REG_REF_SEL(2) | \AD7124_CFG_REG_PGA(7)); //单极性 | 打开ADC缓冲 | 打开ADC-缓冲 | REF_SEL(x) x0 REFIN1()/REFIN1(-) x1 REFIN2()/REFIN2(-) x2 内部基准电压源 x3 AVDD//REG_PGA(x) 0-7对应增益1(±2.5V) 2(±1.25V) 4(± 625mV ) 8(±312.5 mV ) 16(±156.25 mV) 32(±78.125 mV) 64(±39.06mV) 128(±19.53mV)//写AD7124 配置2寄存器//单极性 | 打开ADC缓冲 | 打开ADC-缓冲 | REF_SEL(x) x2 内部基准电压源 | REG_PGA(6) 6对应增益64(±39.06mV)AD7124_Write_Reg(AD7124_CFG2_REG,2,AD7124_CFG_REG_UNIPOLAR | AD7124_CFG_REG_AIN_BUFP | AD7124_CFG_REG_AINN_BUFM | AD7124_CFG_REG_REF_SEL(2) | \AD7124_CFG_REG_PGA(6)); //写AD7124 配置3寄存器//单极性 | 打开ADC缓冲 | 打开ADC-缓冲 | REF_SEL(x) x2 内部基准电压源 | REG_PGA(5) 5对应增益32(±78.125 mV)AD7124_Write_Reg(AD7124_CFG3_REG,2,AD7124_CFG_REG_UNIPOLAR | AD7124_CFG_REG_AIN_BUFP | AD7124_CFG_REG_AINN_BUFM | AD7124_CFG_REG_REF_SEL(2) | \AD7124_CFG_REG_PGA(5));//写AD7124 滤波寄存器1 500Hz//FILTER(x)x0 sinc4 x2 sinc3 x7 后置滤波器 其他请查看手册 | 打开60Hz陷波 | POST_FILTER(x) 后置滤波器设置查看手册 | FS(x)具体滤波配置查看网址AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT1_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(2)|AD7124_FILT_REG_REJ60|AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(2));//写AD7124 滤波寄存器2 500Hz//FILTER(x)x0 sinc4 x2 sinc3 x7 后置滤波器 其他请查看手册 | 打开60Hz陷波 | POST_FILTER(x) 后置滤波器设置查看手册 | FS(x)具体滤波配置查看网址AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT2_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(2)|AD7124_FILT_REG_REJ60|AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(2));//写AD7124 滤波寄存器3 500Hz//FILTER(x)x0 sinc4 x2 sinc3 x7 后置滤波器 其他请查看手册 | 打开60Hz陷波 | POST_FILTER(x) 后置滤波器设置查看手册 | FS(x)具体滤波配置查看网址AD7124_Write_Reg(AD7124_FILT3_REG,3,AD7124_FILT_REG_FILTER(2)|AD7124_FILT_REG_REJ60|AD7124_FILT_REG_POST_FILTER(0) | AD7124_FILT_REG_FS(2));
}
混合映射 配置原理和上述相同不同的是AIN6/AIN7可以被配置到CHANNEL2也就是说3号通道可以被被知道通道1的寄存器上
四、实验数据
下列是几个不同通道设置不同组Config后采集的数据照片拍得有点糊见谅……2通道使用CINFIG_1的配置3通道使用CONFIG_2而PT1000的通道采用CONFIG_0。 在实际应用中不同的通道应配置不同的组数以防配置信息代码产生耦合。
Chapter3 STM32的硬件SPI驱动AD7124的方法
原文链接https://blog.csdn.net/m0_46369352/article/details/125237380
一、芯片介绍
AD7124是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声、完整模拟前端。该器件内置一个低噪声24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)可配置来提供8个差分输入或15个单端或伪差分输入。片内低噪声级确保ADC中可直接输入小信号。可用于温度测量、压力测量、工业过程控制、仪器仪表和只能发射器。
二、引脚排布 AD7124的接口属于标准4线SPIDOUT是从设备输出至主设备的连接单片机SPI模块的MISO主输入从输出DIN是主设备数据输出至从设备的连接单片机SPI模块的MOSI主输出从输入。SYNC和CLK悬空。 本项目我们使用SPI2模块。
三、时序图与驱动程序
调试数字设备我们需要一边查看技术手册的时序图写代码一边挂上逻辑分析仪。
1. 芯片初始化
我们打开AD7124的DataSheet对其时序图进行分析如下 下图为AD7124的单次和连续转换时序图由图可知SCLK在空闲状态下是高电平。 下图是AD7124的读写时序图无论是读时序还是写时序均在第二个时钟沿进行数据转换。 所以AD7124初始化时需要将SPI模式设置为时钟悬空高、数据捕获于第2个时钟沿
void AD7124_SPI_Config(void)
{SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_10MHz;GPIO_Init(GPIOB, GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_12; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);SPI_InitStructure.SPI_Direction SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;SPI_InitStructure.SPI_Mode SPI_Mode_Master; //SPI主机SPI_InitStructure.SPI_DataSize SPI_DataSize_8b; //发送接收8位帧结构SPI_InitStructure.SPI_CPOL SPI_CPOL_High; //时钟悬空高SPI_InitStructure.SPI_CPHA SPI_CPHA_2Edge; //数据捕获于第2个时钟沿SPI_InitStructure.SPI_NSS SPI_NSS_Soft; //NSS信号由软件控制SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler SPI_BaudRatePrescaler_256; //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256SPI_InitStructure.SPI_FirstBit SPI_FirstBit_MSB; //数据传输从MSB位开始SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial 0; //CRC值计算的多项式SPI_Init(SPI2, SPI_InitStructure); //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);AD7124_CS_H; //片选拉高失能AD7124
}2. SPI读写函数
SPI读写是驱动SPI设备的基础。SPI的原理为 第一步通过硬件或软件NSS拉低从设备片选CS使能从设备。 第二步通过MOSI引脚发送8个时钟周期每个周期发送1个bit的数据通过写入不同的地址来决定对从设备的读操作/写操作。 第三步8个倍数的时钟周期发送完毕后拉高片选结束“发送/接收数据”。 这里我们把读和写都放在一个函数里面因为SPI如果只读取都需要发送8个时钟周期和指令0XFF。
/*** brief AD7124的读写SPI操作* param Data : 需要传输的数据* retval SPI读到的数据*/
uint8_t AD7124_SPI_ReadWrite(uint8_t Data)
{uint16_t retry0;//超时等待while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) RESET){retry;if(retry200)return 0;}SPI_I2S_SendData(SPI2, Data); //MOSI主机发送给从机retry0;while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) RESET){retry;if(retry200)return 0;}return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); //MISO接收从机数据
}
3. AD7124复位
芯片上电初始化前必须复位才能使用。 CS 0 和 DIN 1 的 64 个 SCLK。这会复位 ADC 和所有寄存器内容。也就是说只要在AD7124 CS拉低的期间在64个时钟周期内MOSI不断输出高电平即可复位。代码如下
void AD7124_Reset(void)
{AD7124_CS_L;//提供大于64个写操作复位AD7124for(uint8_t a0; a9; a){AD7124_SPI_ReadWrite(0XFF); //MOSI拉高}delay_us(60);AD7124_CS_H;
}
加入延时delay_us()的目的是防止在硬件SPI还未发送完最后几个时钟周期CS提前拉高造成复位失败。在读写操作中同样加入了延时处理。 逻辑分析仪采集到的波形如下
AD7124读取ID
复位完成后需要读取芯片的ID号不同封装的ID号也不同AD7124-4通常为0x14而AD7124-8是0x12或0x04。SPI写入命令0x40为读寄存器读ID为0x05故写入0x45就可以读出ID。 0x40是发送读取ID指令返回的字节0x14是ID号。
AD7124写入配置
写入配置需要根据写时序图编写读时序如下 我们复位后先对ADC_CTRL进行操作以开启ADC控制寄存器AD7124_ADC_CTRL_REG地址是0X01如下图DIN的第一个Byte之后再把2字节的配置信息依次写入这个根据用户需求配置不在赘述。 通道和内置滤波器配置方法相同。
读取数据
本次实验我们采用单次读取模式。在读取数据之前先要写入命令0x42之后需要读取多少个Byte的字节就修改形式参数byte的数量即可。读取一次单次采集到的数据需要3次SPI读写24个时钟周期DIN输出全高即可读取。
uint32_t DATA0;
uint32_t Rd_Ary[3];uint32_t AD7124_Read_Data(uint8_t byte)
{for(uint8_t i0; ibyte; i){Rd_Ary[i] AD7124_SPI_ReadWrite(0xFF);}DATA (Rd_Ary[0]16) (Rd_Ary[1]8) Rd_Ary[2];return DATA;
}
主函数读取代码如下 while(1){AD7124_CS_L;AD7124_SPI_ReadWrite(0x42); //读操作Data AD7124_Read_Data(3); //Data采集结果AD7124_CS_H;data_temp Data;data_last1 (float)Vref/AD_Gain * (float)data_temp/(2*0X800000); //单极性模式电压转换公式单位mV
// data_last1 (float)Vref/AD_Gain * ((float)data_temp/0X800000-1); //双极性模式电压转换公式单位mVdata_last1 data_last1 * 1000.0f; //转换为uV printf(%X\r\n, Data); //打印原始16进制数据printf(%2f uV\r\n, data_last1); //打印微伏delay_ms(100);}
让我们采集11mV的直流信号下图分别为实际测量和逻辑分析仪读取到的数据为0x928D11。 为了验证数据是否正确我们查看此次串口读取到的值 原16进制数据读取正确万用表实际测量11.0mV实际读取值为11.180mV误差在±100~200uV。因为信号发生器的线过长影响了此次的精度。在PCB Layout时尽可能将ADC输入的线路缩短且圆弧布线可以有效降低误差。
资料链接
代码可以在此处下载
链接: https://download.csdn.net/download/m0_46369352/85612772
Chapter4 AD7124的调试总结
原文链接https://blog.csdn.net/weixin_44224303/article/details/121940545
AD7124芯片的调试闭坑总结
AD7124的评估板资料 https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/user-guides/EVAL-AD7124-8SDZ_UG-856.pdf
1、SPI通讯速率尽量不要大于5M但是实测短线情况下9M通讯正常。
2、SYNC引脚一定要拉高拉低的话不转换。
之前我的电路本引脚直接悬空我本来调通了然后运行了几天居然停止转换了实际读寄存器都是正常的检查电路也没有损坏多放查找这个引脚需要拉高才行在官方的评估板资料里也是这样接的MGR坏得很说明书里面并没说如下图。
3、无法通过ADC_CONTROL寄存器控制内部基准
有好多网友用官方驱动发现无法通过ADC_CONTROL寄存器控制内部基准设置完以后读取其他寄存器数据正常唯独该寄存器读取为0.解决方法寄存器写入的时候前后加10ms左右即可太快会导致control寄存器写入失败。具体原因没有深究。所以对芯片初始化完成后务必要重新读取寄存器看是否写入成功。
4、注意选择参考电压
如果选择外部参考电压首先保证外部连接了外部基准如果选择内部基准要保证ADC_CONTROL寄存器里把内部基准电压打开。否则的话转换会失败结果出错。为了测试方便刚开始可以选择AVDD为基准。
5、REFOUT引脚需要对地接一个0.1uF电容否则会出问题。
这个我也是在网上看的出什么问题我也忘了但是我记得确实必须接0.1uF电容。在官方的评估板里也是这样接的MGR坏得很说明书里面并没说如下图
6、在初始化写入AD7124寄存器前最好一定读一次状态寄存器否则可能写入寄存器失败。
我在使用中AD7124-8就不用读状态寄存器每次AD重新上电或者只是MCU重启都能写入寄存器数据但是同样的程序只是芯片换成AD7124-4就不许后发现只要读一次状态寄存器就正常了。实际就是读状态寄存器清除上电复位标志。
7、测内部20mV信号时请断开外部AI连接否则可能AD芯片死机
AI引脚可以配置为读取内部20mv信号我配置成读内部20mv信号基准也采用内部基准2.5V可以配置内部基准从REFOUT输出我测量过确实比较准计算得出应该是18.9mv也有网友说是就18mv看来这一点和官方数据有点出入不过也不算什么了还需要注意的是测内部20mV信号时请断开外部AI连接否则可能AD芯片死机。
8、精度问题
按官方文档最高也就能到22位精度。我用本芯片做RTD测量电路感觉也就能达到18位精度而已这一点和官方文档说法其实还是比较吻合的了。更多精度分析请看我另一篇文章。总体来讲精度可达21至22位。
9、AD工作模式及校准
连续转换模式(默认)就是一直转换 单次转换模式 当ADC_CONTROL寄存器配置为单次模式就对当前通道进行一次转换然后转入待机模式。我拿来做了低功耗需要测量时就配置成单次转换模式然后就不用管AD芯片了它转换完会自动进入待机模式。 待机模式 寄存器内容会保持具体看说明书吧我只说一点待机模式时激励电流源会自动关断不会修改IO_CONTROL_1寄存器内容不要理解错了。 关断模式 全部功能关闭寄存器会复位退出关断模式时所有寄存器必须重新编程。 空闲模式 在内部零电平(失调)校准、系统零电平(失调)校准完成后会自动进入空闲模式除失调寄存器外寄存器内容不会改变。 内部满量程(增益)校、零电平(失调)校准 这两种模式一般都是要同时执行的一般不会单独只执行一个。所谓内部校准就是在芯片内部将 AI 输入端正负分别与基准REF正负端短接然后得出内部的偏移值、或定值。 执行 内部满量程(增益)校、零电平(失调)校准的过程如果是单通道模式先把其他寄存器配置好如果不是单通道模式那就一个一个通道的关闭吧设置为 中功率 -- 空闲模式 -- 对应通道失调寄存器 写入0x800000或上电复位值本身就是 -- 设置为 内部满量程(增益)校准模式 -- 校准完成自动进入空闲模式 -- 设置为 内部零电平(失调)校准 -- 校准完成自动进入空闲模式 应当在校准完成后读取 失调寄存器、增益寄存器的值保存起来然后以后上电、重启后应在设置为 空闲模式/待机模式 时才准写入这二个寄存器的值。 系统校准也就是外部校准需要在外部手动短接零电平 或 满量程电平不过不需要设置 空闲模式、中功率那些按理说外部校准应该比内部校准准确度更好。 满量程校准会重新设置 增益寄存器的值零电平校准会设置 失调寄存器的值。
10、REFIN() 与 REFIN(-)之差的范围是 1V到3.3V 这个一定要注意低于1V芯片可能会不转换这个问题折磨了我很久。
并且就算转换也会导致精度不稳定。。我做RTD测量时选定过2K电阻横流500uA刚好1V实际测试中刚开始没问题一二个小时、几小时、几十小时后芯片会停止转换一会行一会不行。
11、在实际使用过程中注意 AI通道的对AVSS的绝对电压范围
在实际使用过程中注意 AI通道的对AVSS的绝对电压范围REFIN() (-) 对AVSS的绝对电压范围恒流输出通道对对AVSS的绝对电压范围这个请查看手册参数。
12、电源问题AVSS 与 IVSS 最好单独供电
电源问题AVSS 与 IVSS 最好单独供电比如用2个LDO电源分开供电 我是直接用了2个独立的隔离电源3.3V。在我最开始使用时采用1个3.3V给AVSS和 IVSS一起供电直接连接在一起并且有1mA的恒流输出运行一段时间后可能是几天测电流变成了0.2mA了好像恒流源坏掉了重启也是0.2mA虽然是不是AVSS和 IVSS共同供电导致无从考证但是可以想象这种同时供电又有恒流输出极有可能会影响到内部的供电问题并且说明书上也有建议有条件的话最好单独供电。并且我采用单独供电后就没再出现过这种情况了。
13、还是紧接着电源问题
当我用2个独立电源时最开始我买错了电源芯片导致用了2个3.6V给AD芯片供电然后MCU与其通信好像没有什么问题然后用了1天后就开始通信故障经过我反复不停重复发现居然报了ROM故障AD7124的ERR寄存器。重启或者MCU重新配置后又可以用一段时间了。后面这颗芯片就算采用3.3V供电了还是会出问题。最后我采用了新的芯片2个3.3V电源就再没出现过了。很显然这个问题就是3.6V供电造成的。。。 综上所述可见该芯片并没有想象中那么NB。
