ADS1256

ADS1256簡(jiǎn)介

ADS1256是TI推出的一款微功耗、高精度、8 通道、24 位高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該芯片還帶有4個(gè)可編程的I/O口、輸入緩沖器和可編程增益放大器等，芯片本身可以測(cè)量0-5v的信號(hào)，高電壓采集可以通過(guò)把信號(hào)分壓成0-5v的范圍內(nèi)再給模塊輸入，所以ADS1256可以采集市面上大多數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)。

芯片特點(diǎn)

1. 8通道輸入
2. 可采集單端信號(hào)與差分信號(hào)
3. 最高30KSPS的采樣率
4. 4個(gè)可編程I/O
5. 0-5V信號(hào)輸入

引腳說(shuō)明

這個(gè)引腳說(shuō)明關(guān)聯(lián)本文開(kāi)頭的圖片里的兩個(gè)模塊

模塊相關(guān)寄存器與命令

ADS1256一共有11個(gè)寄存器，可以通過(guò)配置相應(yīng)的寄存器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出位的順序、是否自校準(zhǔn)、是適用緩沖器、單端/差分、采樣率等的配置。每一個(gè)寄存器具體的作用這里不展開(kāi)詳細(xì)說(shuō)明，可自行參考ADS1256的數(shù)據(jù)手冊(cè)

命令表，其中包含了讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)、校準(zhǔn)、復(fù)位等指令。

芯片的SPI通訊時(shí)序可參考這個(gè)這個(gè)時(shí)序圖和下面的時(shí)序特性說(shuō)明。注意通信時(shí)， CS 必須保持為低電平。

相關(guān)程序

初始化

SPI初始化

void SPI2_Init(void)
{
 SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 /****Initial SPI2******************/
 
 /* Enable SPI2 and GPIOB clocks */
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE);
 /* Configure SPI2 pins: NSS, SCK, MISO and MOSI */
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
 
  /* SPI2 configuration */ 
 SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //SPI1設(shè)置為兩線全雙工
 SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;                    //設(shè)置SPI2為主模式
 SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;                  //SPI發(fā)送接收8位幀結(jié)構(gòu)
 SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;                   //串行時(shí)鐘在不操作時(shí)，時(shí)鐘為低電平
 SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;                 //第一個(gè)時(shí)鐘沿開(kāi)始采樣數(shù)據(jù)
 SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;                  //NSS信號(hào)由軟件（使用SSI位）管理
 SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //定義波特率預(yù)分頻的值:波特率預(yù)分頻值為8
 SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;       //數(shù)據(jù)傳輸從MSB位開(kāi)始
 SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;         //CRC值計(jì)算的多項(xiàng)式
 SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);
 /* Enable SPI2  */
 SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);  
}

ADS1256初始化，給芯片做自校準(zhǔn)并且設(shè)置芯片的參數(shù)（采樣率、數(shù)據(jù)位順序、放大倍數(shù)等）

void ADS1256_Init(void)
{

	ADS1256WREG(ADS1256_STATUS,0x06);               // 高位在前、使用緩沖
	ADS1256WREG(ADS1256_ADCON,ADS1256_GAIN_1);                // 放大倍數(shù)1
	ADS1256WREG(ADS1256_DRATE,ADS1256_DRATE_10SPS);  // 數(shù)據(jù)10sps
	ADS1256WREG(ADS1256_IO,0x00);  
	             
	//**自校準(zhǔn)**//
	while(ADS1256_DRDY);
	CS_0();
	SPI_WriteByte(ADS1256_CMD_SELFCAL);
	while(ADS1256_DRDY);
	CS_1(); 
	
}

讀取某個(gè)通道的AD值

signed int ADS1256ReadData(unsigned char channel)  
{

    unsigned int sum=0;
	
	while(ADS1256_DRDY);//當(dāng)ADS1256_DRDY為低時(shí)才能寫(xiě)寄存器 
	ADS1256WREG(ADS1256_MUX,channel);		//設(shè)置通道
	CS_0();
	SPI_WriteByte(ADS1256_CMD_SYNC);
	SPI_WriteByte(ADS1256_CMD_WAKEUP);	               
	SPI_WriteByte(ADS1256_CMD_RDATA);
   	sum |= (SPI_WriteByte(0xff) < < 16);
	sum |= (SPI_WriteByte(0xff) < < 8);
	sum |= SPI_WriteByte(0xff);
	CS_1();

	if (sum >0x7FFFFF)         
	{
		sum -= 0x1000000;       
	}
    return sum;
}

主函數(shù)，單端輸入，讀取每一個(gè)通道的AD值并且轉(zhuǎn)換后從串口打印輸出

int main(void)
{	

	u8 i=0;
	int Adc;
	float Volts;

	SystemConfiguration();		    //系統(tǒng)初始化
	USART_Config(USART1,115200);    //串口1初始化，波特率 115200
	Init_ADS1256_GPIO(); //初始化ADS1256 GPIO管腳 
	Delay_ms(50);
	ADS1256_Init();

	while(1)
	{	
		for(i = 0;i < 8;i++)
		{
			Adc = ADS1256ReadData( (i < < 4) | ADS1256_MUXN_AINCOM);
			Volts = Adc*0.000000598;
			printf(" %.4fV  ",Volts);
		}
		printf("rn"); 
	}
}

實(shí)驗(yàn)效果

接線

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

AIN0通道接到GND，輸出讀數(shù)為0.0012V，其他通道懸空，輸出的是浮空電壓。

AIN0通道接入單片機(jī)的3.3V，串口輸出顯示AIN0的讀數(shù)為3.3185V

審核編輯 黃宇