【STM32H7教程】第76章 STM32H7的FMC总线应用之驱动AD7606（8通道同步采样, 16bit, 正负10V）
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第76章 STM32H7的FMC总线应用之驱动AD7606（8通道同步采样, 16bit, 正负10V）
本章节为大家讲解FMC总线驱动数模转换器AD7606，实战性较强。
目录
第76章 STM32H7的FMC总线应用之驱动AD7606（8通道同步采样, 16bit, 正负10V）
76.6.6 第6步，AD7606的软件定时器读取数据（方案一）
76.6.7 第7步，AD7606的FIFO方式实时读取数据（方案二）
76.7 AD7606板级支持包（bsp_fmc_ad7606.c）
76.1 初学者重要提示
- 学习本章节前，务必优先学习第47章，了解FMC总线的基础知识。
- AD7606 的配置很简单，它没有内部寄存器，量程范围和过采样参数是通过外部IO控制的，采样速率由MCU或DSP提供的脉冲频率控制。
- AD7606必须使用单5V供电。而AD7606和MCU之间的通信接口电平由VIO（VDRIVE）引脚控制。也就是说VIO必须接单片机的电源，可以是3.3V也可以是5V（范围2.3V – 5V）。
- 正确的理解过采样，比如我们设置是1Ksps采样率，64倍过采样。意思是指每次采样，AD7606会采样64次数据并求平均，相当于AD7606以64Ksps进行采样的，只是将每64个采样点的值做了平均，用户得到的值就是平均后的数值。因此，如果使用AD7606最高的200Ksps采样率，就不可以使用过采样了。
- STM32H7驱动AD7606配合J-Scope实时输出，效果绝了，堪比示波器http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=97393 。使用方法详解本章节77.8小节。
- 本章配套例子的串口数据展示推荐使用SecureCRT，因为数据展示做了特别处理，方便采集数据在串口软件同一个位置不断刷新。
- AD7606数据手册，模块原理图（通用版）和接线图都已经放到本章教程配置例子的Doc文件里。
- ADC 的专业术语诠释文档，推荐大家看看：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89414 。
- 测试本章配套例子前重要提示：
-
- 测试时，务必使用外置电源为开发板供电，因为AD7606需要5V供电电压。板子上插入AD7606模块时，注意对齐。
- 板子上电后，默认是软件定时采集，0.5秒一次，适合串口展示数据。
- 如果需要使用J-Scope实时展示采集的波形效果，需要按下K2按键切换到FIFO模式。
- 如果使用的JLINK速度不够快，导致J-Scope无法最高速度实时上传，可以使用摇杆上下键设置过采样来降低上传速度。
- 默认情况下，程序仅上传了AD7606通道1采集的数据。
76.2 ADC结构分类
这里将六种DAC结构为大家做个普及。注，这些知识翻译自美信和TI的英文技术手册。
76.2.1 SAR ADC（逐次逼近型）
逐次逼近型ADC通常是中高分辨率的首选架构，采样速率通常低于5Msps。SAR ADC最常见的分辨率范围是8位到20位，并具有低功耗和小尺寸的特点。这种组合使其非常适合各种应用，例如自动测试设备，电池供电的设备，数据采集系统，医疗仪器，电机和过程控制，工业自动化，电信，测试和测量，便携式系统，高速闭环系统和窄带接收器。
76.2.2 Sigma-Delta ADC
Sigma-delta ADC主要用于低速应用中，该应用需要通过过采样来权衡速度和分辨率，然后进行滤波以降低噪声。24位sigma-delta转换器用于自动化测试设备，高精度便携式传感器，医疗和科学仪器以及地震数据采集等应用中。
76.2.3 Integrating ADC
集成ADC提供高分辨率，并且可以提供良好的线路频率和噪声抑制。集成架构提供了一种新颖且直接的方法，可将低带宽模拟信号转换为数字表示形式。这些类型的转换器通常包括用于LCD或LED显示器的内置驱动器，并且在许多便携式仪器应用中都可以找到，包括数字面板表和数字万用表。
76.2.4 FLASH ADC
Flash ADC是将模拟信号转换为数字信号的最快方法。它们适用于需要非常大带宽的应用。然而，闪存转换器功率高，具有相对较低的分辨率，并且可能非常昂贵。这将它们限制在通常无法以其他任何方式解决的高频应用中。示例包括数据采集，卫星通信，雷达处理，示波器和高密度磁盘驱动器。
76.2.5 Pipelined ADC
流水线ADC已成为最受欢迎的ADC体系结构，其采样率从每秒几兆采样（MS / s）到最高100MS / s +，分辨率为8至16位。它们提供的分辨率和采样率，可覆盖各种应用，包括CCD成像，超声医学成像，数字接收器，基站，数字视频（例如HDTV），xDSL，电缆调制解调器和快速以太网。
76.2.6 Two Step ADC
两步ADC也称为子范围转换器，有时也称为多步或half flash（比Flash架构慢）。这是Flash ADC和流水线ADC的交叉点。与Flash ADC相比，可以实现更高的分辨率或更小的裸片尺寸。
76.3 AD7606硬件设计
这里将开发板上的AD7606硬件接口，普通型AD7606模块，屏蔽型AD7606模块和磁耦高速隔离型AD7606模块为大家做个说明。
AD7606的原理图下载：
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=97547 。
76.3.1 AD7606硬件接口
V7板子上AD7606模块的插座的原理图如下：
实际对应开发板的位置如下：
为了方便大家更好的理解接线，下面是框图：
模块引脚说明：
- OS2 OS1 OS2 ：
组合状态选择过采样模式。
-
- 000表示无过采样，最大200Ksps采样速率。
- 001表示2倍过采样， 也就是硬件内部采集2个样本求平均。
- 010表示4倍过采样， 也就是硬件内部采集4个样本求平均。
- 011表示8倍过采样， 也就是硬件内部采集8个样本求平均。
- 100表示16倍过采样， 也就是硬件内部采集16个样本求平均。
- 101表示32倍过采样， 也就是硬件内部采集32个样本求平均。
- 110表示64倍过采样， 也就是硬件内部采集64个样本求平均。
过采样倍率越高，ADC转换时间越长，可得到的最大采样频率就越低。
- CVA，CVB ：
启动AD转换的控制信号。CVA决定1-4通道，CVB决定5-8通道。2个信号可以错开短暂的时间。一般情况可以将CVA，CVB并联在一起。
- RAGE :
量程范围选择。0表示正负5V, 1表示正负10V。
- RD :
读信号。
- RST :
复位信号。
- BUSY :
忙信号。
- CS :
片选信号。
- FRST :
第1个通道样本的指示信号。【注，此引脚可以省略不使用】
- VIO :
通信接口电平。
- DB0-DB15 :
数据总线。
如果采用SPI接口方式，接线框图如下：
76.3.2 AD7606模块（通用版）
产品规格：
1、 16bit分辨率，内置基准，单5V供电。
2、 8路模拟输入，阻抗1M欧姆。【无需负电源，无需前端模拟运放电路，可直接接传感器输出】
3、 输入范围可以选择正负5V或者正负10V，可通过IO控制量程。
4、 最大采样频率 200Ksps，支持8档过采样设置（可以有效降低抖动）。
5、 通信接口支持SPI或16位总线方式（也支持8位总线，一般用的比较少），接口IO电平可以是5V或3.3V。
重要提示：
1、 AD7606的配置很简单，它没有内部寄存器。量程范围和过采样参数是通过外部IO控制的。采样速率由MCU或DSP提供的脉冲频率控制。
2、 AD7606必须使用单5V供电。
3、 AD7606和MCU之间的通信接口电平由VIO（VDRIVE）引脚控制。也就是说VIO必须接单片机的电源，可以是3.3V也可以是5V。
产品效果：
8080或者SPI接口方式选择
出厂的AD7606模块缺省是8080并行接口，如果用SPI接口模式，需要修改R1、R2电阻配置。
并口模式跳线：R1 悬空（不贴），R2贴10K电阻。
SPI接口模式跳线：R1 贴10K电阻，R2 悬空（不贴）。
76.3.3 AD7606模块（屏蔽版）
屏蔽版主要是为了更好的应对复杂的电磁工作，软件代码与非屏蔽版是一样的：
76.3.4 AD7606模块（磁耦高速隔离）
该款ADC模块采用磁耦隔离技术隔离SPI通信接口，采用DC-DC隔离电源模块隔离供电电源。高速SPI接口，ADC主芯片采用AD7606芯片。8通道200KHz采样。量程和滤波设置通过短路焊点设置。
产品规格
模拟通道 ： 8路同步采集。
采样频率 ： 最大200KHz。
ADC分辨率 ： 16bit。
输入量程 ： 正负5V或正负10V (通过焊点切换）。
滤波设置 ： 0 - 64 共7级硬件均值滤波。
供电电压 ： 5.0V, 耗电最大50mA。
通信接口 ： SPI，最大时钟频率 16MHz。
接口电平 ： 3.3V 或 5V (3.3V时，耗电15mA）。
产品特点
1、电源隔离，隔离电压1500V。
2、SPI通信接口隔离，高速磁耦隔离技术。
3、短路点切换量程和过采样（滤波）参数。
4、体积小，2.0mm间距排针，节约主板面积。
产品效果：
引脚定义和接线图：
76.4 AD7606关键知识点整理（重要）
驱动AD7606需要对下面这些知识点有个认识。
76.4.1 AD7606基础信息
- 支持8通道同步采样，每个通道最高200Ksps，16bit分辨率。
- 真双极模拟输入范围：±10V、±5V。
- 5V单模拟电源，VDRIVER支持2.3V到5V。
- 完全集成的数据采集解决方案：
- 模拟输入钳位保护，可以耐受±16.5V的电压。
- 具有1MΩ模拟输入阻抗的输入缓冲器。
- 二阶抗混叠模拟滤波器。
- 片内精密基准电压及缓冲。
- 通过数字滤波器，提供过采样功能。
- 灵活的并行/串行即可，支持SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP等。
- 性能
- 模拟输入通道提供7KV ESD。
- 95.5dB SNR，-107dB THD，±0.5 LSB INL，±0.5 LSB DNL。
- 低功耗：100mW。
- 待机功耗：25mW。
76.4.2 AD7606常用引脚的作用
AD7606的封装形式：
这里把常用的几个引脚做个说明：
- AVcc
模拟电源电压，4.75V到5.25V。这是内部前端放大器和ADC内核的电源电压。应将这些电压引脚去偶接AGND。
- AGND
模拟地，这些引脚是AD7606上所有模拟电路的接地基准点。所有模拟输入信号和外部基准信号都应参考这些引脚。
- OS2 OS1 OS2 ：
组合状态选择过采样模式。
-
- 000表示无过采样，最大200Ksps采样速率。
- 001表示2倍过采样， 也就是硬件内部采集2个样本求平均。
- 010表示4倍过采样， 也就是硬件内部采集4个样本求平均。
- 011表示8倍过采样， 也就是硬件内部采集8个样本求平均。
- 100表示16倍过采样， 也就是硬件内部采集16个样本求平均。
- 101表示32倍过采样， 也就是硬件内部采集32个样本求平均。
- 110表示64倍过采样， 也就是硬件内部采集64个样本求平均。
过采样倍率越高，ADC转换时间越长，可得到的最大采样频率就越低。
- CONVSTA，CONVSTB ：
启动AD转换的控制信号。CONVSTA决定1-4通道，CONVSTB决定5-8通道。2个信号可以错开短暂的时间。一般情况可以将CVA，CVB并联在一起。
- RAGE :
量程范围选择。0表示正负5V, 1表示正负10V.
- RD /SCL:
读信号，低电平有效。
- RESET
复位信号。
- BUSY :
CONVST A和CONVST B均达到上升沿后，此引脚变为逻辑高电平，表示转换过程已经开始，BUSY输出保持高电平，直到所有通道的转换过程完成为止。BUSY下降沿表示转换数据正被锁存至输出数据寄存器，此时用户就可以读取数据。
- CS :
片选信号，低电平有效。
- FRST :
第1个通道样本的指示信号。【注，此引脚可以省略不使用】
- VDriver:
通信接口电平。
- DB0-DB15 :
数据总线。
- REF SELECT
内部/外部基准电压选择。如果设置此引脚设为逻辑高电平，使用内部基准电压。如果此引脚设为逻辑低电平，则内部基准电压禁止，必须将外部基准电压加到REFIN/REFOUT引脚。
- REFIN/REFOUT
基准电压输入（REFIN）/基准电压输出（REFOUT）引脚，如果REF SELECT引脚设置为逻辑高电平，此引脚将提供2.5V片内基准电压供外部使用。或者可以将REF SELECT引脚设置为逻辑低电平将禁止用内部基准电压。
- V1到V8
模拟输入，此引脚为单端模拟输入，此通道的模拟输入范围由RANGE引脚决定。
- V1GND到V8GND
模拟输入接地引脚，这些引脚与模拟输入引脚V1到V8对应，所有模拟输入AGND引脚都应连接到系统的AGND平面。
76.4.3 AD7606输出电压计算公式
AD7606的计算公式如下：
采用二进制补码（其实就是16bit有符号数，将转换结果定义为int16_t即可），因为AD7606支持正负压采集。
- VIN
AD7606采集到的电压值范围-32768到32767。
- REF
一般使用内部基准，即2.5V。
76.4.4 AD7606时序图
了解时序参数是驱动AD7606能否成功的关键，我们这里对几个重要的参数做个说明。
1、AD7606的CONVST转换时序（转换之后读取数据）：
- t5
CONVST A和CONVST B上升沿之间最大允许的延迟时间。一般我们是用一根控制线同时控制CONVST A和CONVST B，因此可以不用管这个时间。
- tCYCLE
并行模式，转换后并读取数据的最大值是5us，即最高支持的时钟速度是20MHz及其以上。
- tCONV
转换时间。
- t3
最短的CONVST A/B电平脉冲，最小值25ns。
- t4
BUSY下降沿到CS下降沿设置时间，最小值0ns，所以可以忽略。
2、AD7606的并行驱动模式有两种时序图，一个是独立的CS片选和RD读信号时序图：
- t8
CS到RD的设置时间，最小值是0ns，可以忽略。
- t10
RD读信号的低电平脉冲宽度，通信电压不同，时间不同。对于STM32来说，FMC通信电平一般是3.3V，即最小值21ns。
- t11
RD高电平脉冲宽度，最小值15ns。
- t9
CS到RD保持时间，最小值0ns，可以忽略。
- 13到t17
这几个参数了解下即可：
3、另一个是CS片选和RD相连的方式：
这个时序里面最重要的是t12。
- t12
CS和RD的高电平脉冲宽度，最小值22ns。
第2个和第3个时序图的主要区别是连续读取8路数据时，一个CS信号是全程低电平，另一个CS信号是与RD信号同步，每读取完一路，拉高一次。
76.4.5 AD7606的过采样
使用过采样可以改善SNR信噪比。SNR性能随着过采样倍率提高而改善，具体参数如下：
通过这个表，我们可以方便的了解不同过采样下的信噪比，3dB带宽时的频率和最高支持的采样率。
注意正确的理解过采样，比如我们设置是1Ksps采样率，64倍过采样。意思是指每次采样，AD7606会采样64次数据并求平均，相当于AD7606以64Ksps进行采样的，只是将每64个采样点的值做了平均，用户得到的值就是平均后的数值。因此，如果使用AD7606最高的200Ksps采样率，就不可以使用过采样了。
76.5 AD7606的FMC接口硬件设计
FMC硬件接口涉及到的知识点稍多，下面逐一为大家做个说明。
76.5.1 FMC的块区分配
FMC总线可操作的地址范围0x60000000到0xDFFFFFFF，具体的框图如下：
从上面的框图可以看出，NOR/PSRAM/SRAM块区有4个片选NE1，NE2，NE3和NE4，但由于引脚复用，部分片选对应的引脚要用于其他功能，而且要控制的总线外设较多，导致片选不够用。因此需要增加译码器。
76.5.2 译码器及其地址计算
有了前面的认识之后再来看下面的译码器电路：
SN74LVC1G139APWR是双2-4线地址译码器，也就是带了两个译码器。原理图上仅用了一个。下面是139的真值表和引脚功能：
通过上面的原理图和真值表就比较好理解了，真值表的输出是由片选FMC_NE1和地址线FMC_A10、FMC_A11控制。
FMC_NE1 输出低电平：
- FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 00时，1Y0输出的低电平，选择的是OLED。
- FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 01时，1Y1输出的低电平，选择的是74HC574。
- FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 10时，1Y2输出的低电平，选择的是DM9000。
- FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 11时，1Y3输出的低电平，选择的是AD7606。
然后我们再计算译码器的地址，注意，这里地址的计算都是按照FMC的32bit访问模式计算的，因为我们的V7程序中是将NE1对应的FMC配置为32bit模式了。
具体FMC的32bit访问模式，16bit访问模式和8bit访问模式的区别在第47章的2.4小节有详细讲解。
32bit模式下，我们计算A10和A11的时候，实际上需要按HADDR12和HADDR13计算的。
如果来算NE1 + HADDR12 + HADDR13的四种组合地址就是如下：
NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x60000000 + 0<<13 + 0<<12 = 0x60000000
NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x60000000 + 0<<13 + 1<<12 = 0x60001000
NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x60000000 + 1<<13 + 0<<12 = 0x60002000
NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x60000000 + 1<<13 + 1<<12 = 0x60003000
这样一来，原理图里面给的地址就对应上了。同理如果配置为16位模式和8位模式，大家应该也都会计算了。
76.6 AD7606的FMC接口驱动设计
AD7606的程序驱动框架设计如下：
有了这个框图，程序设计就比较好理解了。
76.6.1 第1步，AD7606整体驱动框架设计
主要实现了两种采集方式：
（1）软件定时获取方式，适合低速查询获取。
（2）FIFO工作模式，适合8路实时采集，支持最高采样率200Ksps。
- 方案一：软件定时获取方式代码框架：
可以在硬件定时器中断服务程序或者软件定时器里面实现。
定时器中断ISR：
{
中断入口；
读取8个通道的采样结果保存到RAM； ----> 读取的是上次的采集结果，对于连续采集来说，是没有关系的
启动下次ADC采集；（翻转CVA和CVB）
中断返回；
}
定时器的频率就是ADC采样频率。这种模式可以不连接BUSY口线。
- 方案二：FIFO工作模式框架：
配置CVA、CVB引脚为PWM输出模式，周期设置为需要的采样频率，之后MCU将产生周期非常稳定的AD转换信号
将BUSY口线设置为中断下降沿触发模式；
外部中断ISR：
{
中断入口；
读取8个通道的采样结果保存到RAM；
}
- 方案1和方案2的差异
（1）方案1 可以少用 BUSY口线，但是其他中断服务程序或者主程序临时关闭全局中断时，可能导致ADC转换周期存在轻微抖动。
（2）方案2 可以确保采集时钟的稳定性，因为它是MCU硬件产生的，但是需要多接一根BUSY口线。
76.6.2 第2步，AD7606所涉及到的GPIO配置
这里需要把用到的GPIO时钟、FMC时钟、GPIO引脚和复用配置好即可：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AD7606_CtrlLinesConfig
* 功能说明: 配置GPIO口线，FMC管脚设置为复用功能
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
/*
安富莱STM32-H7开发板接线方法：4片74HC574挂在FMC 32位总线上。1个地址端口可以扩展出32个IO
PD0/FMC_D2
PD1/FMC_D3
PD4/FMC_NOE ---- 读控制信号，OE = Output Enable ， N 表示低有效
PD5/FMC_NWE -XX- 写控制信号，AD7606 只有读，无写信号
PD8/FMC_D13
PD9/FMC_D14
PD10/FMC_D15
PD14/FMC_D0
PD15/FMC_D1
PE7/FMC_D4
PE8/FMC_D5
PE9/FMC_D6
PE10/FMC_D7
PE11/FMC_D8
PE12/FMC_D9
PE13/FMC_D10
PE14/FMC_D11
PE15/FMC_D12
PG0/FMC_A10 --- 和主片选FMC_NE2一起译码
PG1/FMC_A11 --- 和主片选FMC_NE2一起译码
PD7/FMC_NE1 --- 主片选（OLED, 74HC574, DM9000, AD7606）
+-------------------+------------------+
+ 32-bits Mode: D31-D16 +
+-------------------+------------------+
| PH8 <-> FMC_D16 | PI0 <-> FMC_D24 |
| PH9 <-> FMC_D17 | PI1 <-> FMC_D25 |
| PH10 <-> FMC_D18 | PI2 <-> FMC_D26 |
| PH11 <-> FMC_D19 | PI3 <-> FMC_D27 |
| PH12 <-> FMC_D20 | PI6 <-> FMC_D28 |
| PH13 <-> FMC_D21 | PI7 <-> FMC_D29 |
| PH14 <-> FMC_D22 | PI9 <-> FMC_D30 |
| PH15 <-> FMC_D23 | PI10 <-> FMC_D31 |
+------------------+-------------------+
*/
/*
控制AD7606参数的其他IO分配在扩展的74HC574上
X13 - AD7606_OS0
X14 - AD7606_OS1
X15 - AD7606_OS2
X24 - AD7606_RESET
X25 - AD7606_RAGE
PE5 - AD7606_BUSY
*/
static void AD7606_CtrlLinesConfig(void)
{
/* bsp_fm_io 已配置fmc，bsp_InitExtIO();
此处可以不必重复配置
*/
GPIO_InitTypeDef gpio_init_structure;
/* 使能 GPIO时钟 */
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE();
/* 使能FMC时钟 */
__HAL_RCC_FMC_CLK_ENABLE();
/* 设置 GPIOD 相关的IO为复用推挽输出 */
gpio_init_structure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
gpio_init_structure.Pull = GPIO_PULLUP;
gpio_init_structure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
gpio_init_structure.Alternate = GPIO_AF12_FMC;
/* 配置GPIOD */
gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_7 |
GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_14 |
GPIO_PIN_15;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &gpio_init_structure);
/* 配置GPIOE */
gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 |
GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 |
GPIO_PIN_15;
HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_structure);
/* 配置GPIOG */
gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;
HAL_GPIO_Init(GPIOG, &gpio_init_structure);
/* 配置GPIOH */
gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12
| GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15;
HAL_GPIO_Init(GPIOH, &gpio_init_structure);
/* 配置GPIOI */
gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3 | GPIO_PIN_6
| GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10;
HAL_GPIO_Init(GPIOI, &gpio_init_structure);
/* 配置BUSY引脚，默认是普通IO状态 */
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
__HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();
BUSY_RCC_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 打开GPIO时钟 */
/* BUSY信号，使用的PE5，用于转换完毕检测 */
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT; /* 设置推挽输出 */
GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL; /* 无上拉下拉 */
GPIO_InitStructure.Pin = BUSY_PIN;
HAL_GPIO_Init(BUSY_GPIO, &GPIO_InitStructure);
}
/* CONVST 启动ADC转换的GPIO = PC6 */
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE();
/* 配置PC6 */
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; /* 设置推挽输出 */
GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL; /* 上下拉电阻不使能 */
GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM; /* GPIO速度等级 */
GPIO_InitStructure.Pin = CONVST_PIN;
HAL_GPIO_Init(CONVST_GPIO, &GPIO_InitStructure);
}
}
这里重点注意AD7606_CONVST和AD7606_BUSY引脚，上电后的默认配置是普通IO。另外还有过采样的3个引脚，量程配置的1个引脚和复位控制的1个引脚，均通过V7板子的扩展IO实现：
/* 设置过采样的IO, 在扩展的74HC574上 */ #define OS0_1() HC574_SetPin(AD7606_OS0, 1) #define OS0_0() HC574_SetPin(AD7606_OS0, 0) #define OS1_1() HC574_SetPin(AD7606_OS1, 1) #define OS1_0() HC574_SetPin(AD7606_OS1, 0) #define OS2_1() HC574_SetPin(AD7606_OS2, 1) #define OS2_0() HC574_SetPin(AD7606_OS2, 0) /* 设置输入量程的GPIO, 在扩展的74HC574上 */ #define RANGE_1() HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 1) #define RANGE_0() HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 0) /* AD7606复位口线, 在扩展的74HC574上 */ #define RESET_1() HC574_SetPin(AD7606_RESET, 1) #define RESET_0() HC574_SetPin(AD7606_RESET, 0)
76.6.3 第3步，FMC的时钟源选择
使用FMC可以选择如下几种时钟源HCLK3，PLL1Q，PLL2R和PER_CK：
我们这里直接使用HCLK3，配置STM32H7的主频为400MHz的时候，HCLK3输出的200MHz，这个速度是FMC支持的最高时钟，正好用于这里：
76.6.4 第4步，FMC的时序配置（重要）
由于操作AD7606仅需要读操作，而且使用的是FMC总线的Mode_A，那么仅需按照如下时序图配置好即可：
根据这个时序图，重点配置好ADDSET地址建立时间和DATAST数据建立时间即可。
- DATAST（DataSetupTime，数据建立时间）
DATAST实际上对应的就是76.4.4小节里面的t10 。RD读信号的低电平脉冲宽度，通信电压不同，时间不同，对于STM32来说，FMC通信电平一般是3.3V，即最小值21ns。
- ADDST（AddressSetupTime，地址建立时间）
DATAST实际上对应的就是76.4.4小节里面的t11 或者t12。
-
- 如果采用CS（NEx）片选和RD（NOE）读信号独立方式，对应的时间最小15ns，即t11 。
- 如果采用CS（NEx）片选和RD（NOE）读信号并联方式，对应的时间最小22ns，即t12 。
我们这里将t12作为最小值更合理，因为CS（NEx）片选信号，每读取完毕一路，拉高一次。
有了这些认识后，再来看FMC的时序配置就比较好理解了：
1. /*
2. ******************************************************************************************************
3. * 函 数 名: AD7606_FSMCConfig
4. * 功能说明: 配置FSMC并口访问时序
5. * 形 参: 无
6. * 返 回 值: 无
7. ******************************************************************************************************
8. */
9. static void AD7606_FSMCConfig(void)
10. {
11. /*
12. DM9000，扩展IO，OLED和AD7606公用一个FMC配置，如果都开启，请以FMC速度最慢的为准。
13. 从而保证所有外设都可以正常工作。
14. */
15. SRAM_HandleTypeDef hsram = {0};
16. FMC_NORSRAM_TimingTypeDef SRAM_Timing = {0};
17.
18. /*
19. AD7606规格书要求(3.3V时，通信电平Vdriver)：RD读信号低电平脉冲宽度最短21ns，对应DataSetupTime
20. CS片选和RD读信号独立方式的高电平脉冲最短宽度15ns。
21. CS片选和RD读信号并联方式的高电平脉冲最短宽度22ns。
22. 这里将22ns作为最小值更合理些，对应FMC的AddressSetupTime。
23.
24. 5-x-5-x-x-x : RD高持续25ns， 低电平持续25ns. 读取8路样本数据到内存差不多就是400ns。
25. */
26. hsram.Instance = FMC_NORSRAM_DEVICE;
27. hsram.Extended = FMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;
28.
29. /* FMC使用的HCLK3，主频200MHz，1个FMC时钟周期就是5ns */
30. SRAM_Timing.AddressSetupTime = 5; /* 5*5ns=25ns，地址建立时间，范围0 -15个FMC时钟周期个数 */
31. SRAM_Timing.AddressHoldTime = 2; /* 地址保持时间，配置为模式A时，用不到此参数 范围1 -15个
32. 时钟周期个数 */
33. SRAM_Timing.DataSetupTime = 5; /* 5*5ns=25ns，数据建立时间，范围1 -255个时钟周期个数 */
34. SRAM_Timing.BusTurnAroundDuration = 1; /* 此配置用不到这个参数 */
35. SRAM_Timing.CLKDivision = 2; /* 此配置用不到这个参数 */
36. SRAM_Timing.DataLatency = 2; /* 此配置用不到这个参数 */
37. SRAM_Timing.AccessMode = FMC_ACCESS_MODE_A; /* 配置为模式A */
38. hsram.Init.NSBank = FMC_NORSRAM_BANK1; /* 使用的BANK1，即使用的片选
39. FMC_NE1 */
40. hsram.Init.DataAddressMux = FMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE; /* 禁止地址数据复用 */
41. hsram.Init.MemoryType = FMC_MEMORY_TYPE_SRAM; /* 存储器类型SRAM */
42. hsram.Init.MemoryDataWidth = FMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_32; /* 32位总线宽度 */
43. hsram.Init.BurstAccessMode = FMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE; /* 关闭突发模式 */
44. hsram.Init.WaitSignalPolarity = FMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW; /* 用于设置等待信号的极性，关闭突
45. 发模式，此参数无效 */
46. hsram.Init.WaitSignalActive = FMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS; /* 关闭突发模式，此参数无效 */
47. hsram.Init.WriteOperation = FMC_WRITE_OPERATION_ENABLE; /* 用于使能或者禁止写保护 */
48. hsram.Init.WaitSignal = FMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE; /* 关闭突发模式，此参数无效 */
49. hsram.Init.ExtendedMode = FMC_EXTENDED_MODE_DISABLE; /* 禁止扩展模式 */
50. hsram.Init.AsynchronousWait = FMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE; /* 用于异步传输期间，使能或者禁止
51. 等待信号，这里选择关闭 */
52. hsram.Init.WriteBurst = FMC_WRITE_BURST_DISABLE; /* 禁止写突发 */
53. hsram.Init.ContinuousClock = FMC_CONTINUOUS_CLOCK_SYNC_ONLY; /* 仅同步模式才做时钟输出 */
54. hsram.Init.WriteFifo = FMC_WRITE_FIFO_ENABLE; /* 使能写FIFO */
55.
56. /* 初始化SRAM控制器 */
57. if (HAL_SRAM_Init(&hsram, &SRAM_Timing, &SRAM_Timing) != HAL_OK)
58. {
59. /* 初始化错误 */
60. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
61. }
62. }
这里把几个关键的地方阐释下：
- 第15- 16行，对作为局部变量的HAL库结构体做初始化，防止不确定值配置时出问题。
- 第30行，地址建立时间，对于AD7606来说，这个地方最小值22ns。保险起见，这里取值5个FMC时钟周期，即25ns。
- 第31行，地址保持时间，对于FMC模式A来说，此参数用不到。
- 第33行，数据建立时间，对于AD7606来说，这个地方最小值是21ns，保险起见，这里取值5个FMC时钟周期，即25ns。
- 第34 – 36行，当前配置用不到这三个参数。
- 第38行，使用的BANK1，即使用的片选FMC_NE1。
76.6.5 第5步，FMC的MPU配置
实际测试发现，使能FMC_NE1所管理的存储区的Cache功能后，会出现扩展IO的NE片选和NWE信号输出2次的问题。经过各种Cache方式配置、FMC带宽配置、操作FMC时的数据位宽设置，发现禁止了Cache功能就正常了，也就是说，设置FMC_NE1所管理的存储区MPU属性为Device或者Strongly Ordered即可。
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
MPU配置中直接从FMC_NE1的首地址开始配置，设置了64KB空间的属性。将FMC_NE1通过译码器所管理的所有设备地址全部设置为此配置：
76.6.6 第6步，AD7606的软件定时器读取数据（方案一）
AD7606的软件定时器读取方式比较简单，周期性调用下面两个函数即可：
AD7606_ReadNowAdc(); /* 读取采样结果 */ AD7606_StartConvst(); /* 启动下次转换 */
函数AD7606_ReadNowAdc的实现如下：
/* AD7606 FSMC总线地址，只能读，无需写 */
#define AD7606_RESULT() *(__IO uint16_t *)0x60003000
void AD7606_ReadNowAdc(void)
{
g_tAD7606.sNowAdc[0] = AD7606_RESULT(); /* 读第1路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[1] = AD7606_RESULT(); /* 读第2路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[2] = AD7606_RESULT(); /* 读第3路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[3] = AD7606_RESULT(); /* 读第4路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[4] = AD7606_RESULT(); /* 读第5路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[5] = AD7606_RESULT(); /* 读第6路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[6] = AD7606_RESULT(); /* 读第7路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[7] = AD7606_RESULT(); /* 读第8路样本 */
AD7606_SEGGER_RTTOUT();
}
启动ADC转换的函数实现如下：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AD7606_StartConvst
* 功能说明: 启动1次ADC转换
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_StartConvst(void)
{
/* page 7： CONVST 高电平脉冲宽度和低电平脉冲宽度最短 25ns */
/* CONVST平时为高 */
CONVST_0();
CONVST_0();
CONVST_0();
CONVST_1();
}
76.6.7 第7步，AD7606的FIFO方式实时读取数据（方案二）
通过下面的框图可以对AD7606的FIFO方式有个整体认识：
- 启动采集函数AD7606_StartRecord
这个函数的主要作用是配置TIM8的CH1 PWM输出并使能BUSY引脚的EXTI中断。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AD7606_StartRecord
* 功能说明: 开始采集
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_StartRecord(uint32_t _ulFreq)
{
AD7606_StopRecord();
AD7606_Reset(); /* 复位硬件 */
AD7606_StartConvst(); /* 启动采样，避免第1组数据全0的问题 */
g_tAdcFifo.usRead = 0; /* 必须在开启定时器之前清0 */
g_tAdcFifo.usWrite = 0;
g_tAdcFifo.usCount = 0;
g_tAdcFifo.ucFull = 0;
AD7606_EnterAutoMode(_ulFreq);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AD7606_EnterAutoMode
* 功能说明: 配置硬件工作在自动采集模式，结果存储在FIFO缓冲区。
* 形 参: _ulFreq : 采样频率，单位Hz， 1k，2k，5k，10k，20K，50k，100k，200k
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_EnterAutoMode(uint32_t _ulFreq)
{
/* 配置PC6为TIM8_CH1功能，输出占空比50%的方波 */
bsp_SetTIMOutPWM(CONVST_GPIO, CONVST_PIN, CONVST_TIMX, CONVST_TIMCH, _ulFreq, 5000);
/* 配置PE5, BUSY 作为中断输入口，下降沿触发 */
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 打开GPIO时钟 */
__HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING; /* 中断下降沿触发 */
GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
GPIO_InitStructure.Pin = BUSY_PIN;
HAL_GPIO_Init(BUSY_GPIO, &GPIO_InitStructure);
HAL_NVIC_SetPriority(BUSY_IRQn, 2, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(BUSY_IRQn);
}
}
- AD7606转换完毕后，中断服务程序的处理。
下面这几个函数的调用关系是
-
- EXTI9_5_IRQHandler调用HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。
- HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler调用HAL_GPIO_EXTI_Callback。
- HAL_GPIO_EXTI_Callback调用AD7606_ISR。
- AD7606_ISR调用AD7606_ReadNowAdc。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: EXTI9_5_IRQHandler
* 功能说明: 外部中断服务程序。
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(BUSY_PIN);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: EXTI9_5_IRQHandler
* 功能说明: 外部中断服务程序入口, AD7606_BUSY 下降沿中断触发
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
if (GPIO_Pin == BUSY_PIN)
{
AD7606_ISR();
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AD7606_ISR
* 功能说明: 定时采集中断服务程序
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_ISR(void)
{
uint8_t i;
AD7606_ReadNowAdc();
for (i = 0; i < 8; i++)
{
g_tAdcFifo.sBuf[g_tAdcFifo.usWrite] = g_tAD7606.sNowAdc[i];
if (++g_tAdcFifo.usWrite >= ADC_FIFO_SIZE)
{
g_tAdcFifo.usWrite = 0;
}
if (g_tAdcFifo.usCount < ADC_FIFO_SIZE)
{
g_tAdcFifo.usCount++;
}
else
{
g_tAdcFifo.ucFull = 1; /* FIFO 满，主程序来不及处理数据 */
}
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AD7606_ReadNowAdc
* 功能说明: 读取8路采样结果。结果存储在全局变量 g_tAD7606
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_ReadNowAdc(void)
{
g_tAD7606.sNowAdc[0] = AD7606_RESULT(); /* 读第1路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[1] = AD7606_RESULT(); /* 读第2路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[2] = AD7606_RESULT(); /* 读第3路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[3] = AD7606_RESULT(); /* 读第4路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[4] = AD7606_RESULT(); /* 读第5路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[5] = AD7606_RESULT(); /* 读第6路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[6] = AD7606_RESULT(); /* 读第7路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[7] = AD7606_RESULT(); /* 读第8路样本 */
AD7606_SEGGER_RTTOUT();
}
这里的FIFO比较好理解，与前面按键FIFO章节的实现是一样的，详情可重温下按键FIFO的实现。
76.6.8 第8步，AD7606的双缓冲方式存储思路
为了方便大家实时处理采集的数据，专门预留了一个弱定义函数AD7606_SEGGER_RTTOUT，方便大家将采集函数存储到双缓冲里面，这个函数是在中断服务程序里面调用的。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AD7606_ReadNowAdc
* 功能说明: 读取8路采样结果。结果存储在全局变量 g_tAD7606
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
/* 弱定义，方便用户将采集的结果实时输出 */
__weak void AD7606_SEGGER_RTTOUT(void)
{
}
void AD7606_ReadNowAdc(void)
{
g_tAD7606.sNowAdc[0] = AD7606_RESULT(); /* 读第1路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[1] = AD7606_RESULT(); /* 读第2路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[2] = AD7606_RESULT(); /* 读第3路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[3] = AD7606_RESULT(); /* 读第4路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[4] = AD7606_RESULT(); /* 读第5路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[5] = AD7606_RESULT(); /* 读第6路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[6] = AD7606_RESULT(); /* 读第7路样本 */
g_tAD7606.sNowAdc[7] = AD7606_RESULT(); /* 读第8路样本 */
AD7606_SEGGER_RTTOUT();
}
本章是将此函数用于实时采集数据并输出到J-Scope。
76.6.9 第9步，AD7606过采样设置
AD7606的过采样实现比较简单，通过IO引脚就可以控制，支持2倍，4倍，8倍，16倍，32倍和64倍过采样设置。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AD7606_SetOS
* 功能说明: 配置AD7606数字滤波器，也就设置过采样倍率。
* 通过设置 AD7606_OS0、OS1、OS2口线的电平组合状态决定过采样倍率。
* 启动AD转换之后，AD7606内部自动实现剩余样本的采集，然后求平均值输出。
*
* 过采样倍率越高，转换时间越长。
* 0、无过采样时，AD转换时间 = 3.45us - 4.15us
* 1、2倍过采样时 = 7.87us - 9.1us
* 2、4倍过采样时 = 16.05us - 18.8us
* 3、8倍过采样时 = 33us - 39us
* 4、16倍过采样时 = 66us - 78us
* 5、32倍过采样时 = 133us - 158us
* 6、64倍过采样时 = 257us - 315us
*
* 形 参: _ucOS : 过采样倍率, 0 - 6
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_SetOS(uint8_t _ucOS)
{
g_tAD7606.ucOS = _ucOS;
switch (_ucOS)
{
case AD_OS_X2:
OS2_0();
OS1_0();
OS0_1();
break;
case AD_OS_X4:
OS2_0();
OS1_1();
OS0_0();
break;
case AD_OS_X8:
OS2_0();
OS1_1();
OS0_1();
break;
case AD_OS_X16:
OS2_1();
OS1_0();
OS0_0();
break;
case AD_OS_X32:
OS2_1();
OS1_0();
OS0_1();
break;
case AD_OS_X64:
OS2_1();
OS1_1();
OS0_0();
break;
case AD_OS_NO:
default:
g_tAD7606.ucOS = AD_OS_NO;
OS2_0();
OS1_0();
OS0_0();
break;
}
}
76.6.10 第10步，AD7606量程设置
AD7606支持两种量程，±5V和±10V，实现代码如下：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AD7606_SetInputRange
* 功能说明: 配置AD7606模拟信号输入量程。
* 形 参: _ucRange : 0 表示正负5V 1表示正负10V
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_SetInputRange(uint8_t _ucRange)
{
if (_ucRange == 0)
{
g_tAD7606.ucRange = 0;
RANGE_0(); /* 设置为正负5V */
}
else
{
g_tAD7606.ucRange = 1;
RANGE_1(); /* 设置为正负10V */
}
}
76.6.11 第11步，操作数据位宽注意事项
在bsp_fmc_ad7606.c文件开头有个宏定义
#define AD7606_RESULT() *(__IO uint16_t *)0x60003000
特别注意，这里是要操作地址0x60003000上的16位数据空间，即做了一个强制转换uint16_t *。
76.7 AD7606板级支持包（bsp_fmc_ad7606.c）
AD7606驱动文件bsp_fmc_ad7606.c主要实现了如下几个API供用户调用：
- bsp_InitAD7606
- AD7606_SetOS
- AD7606_SetInputRange
- AD7606_Reset
- AD7606_StartConvst
- AD7606_ReadNowAdc
- AD7606_EnterAutoMode
- AD7606_StartRecord
- AD7606_StopRecord
- AD7606_FifoNewData
- AD7606_ReadFifo
- AD7606_FifoFull
76.7.1 函数bsp_InitAD7606
函数原型：
void bsp_InitAD7606(void)
函数描述：
主要用于AD7606的初始化。
76.7.2 函数AD7606_SetOS
函数原型：
void AD7606_SetOS(uint8_t _ucOS)
函数描述：
此函数用于配置AD7606数字滤波器，也就设置过采样倍率。通过设置 AD7606_OS0、OS1、OS2口线的电平组合状态决定过采样倍率。启动AD转换之后，AD7606内部自动实现剩余样本的采集，然后求平均值输出。
过采样倍率越高，转换时间越长。
无过采样时，AD转换时间 = 3.45us - 4.15us。
2倍过采样时 = 7.87us - 9.1us。
4倍过采样时 = 16.05us - 18.8us。
8倍过采样时 = 33us - 39us。
16倍过采样时 = 66us - 78us。
32倍过采样时 = 133us - 158us。
64倍过采样时 = 257us - 315us。
函数参数：
- 第1个参数为范围0 – 6，分别对应无过采样，2倍过采样，4倍过采样，8倍过采样，16倍过采样，32倍过采样和64倍过采样。
76.7.3 函数AD7606_SetInputRange
函数原型：
void AD7606_SetInputRange(uint8_t _ucRange)
函数描述：
配置AD7606模拟信号输入量程。
函数参数：
- 第1个参数为0 表示正负5V ，1表示正负10V。
76.7.4 函数AD7606_Reset
函数原型：
void AD7606_Reset(void)
函数描述：
此函数用于硬件复位AD7606，复位之后恢复到正常工作状态。
76.7.5 函数AD7606_StartConvst
函数原型：
void AD7606_StartConvst(void)
函数描述：
此函数用于启动1次ADC转换。
76.7.6 函数AD7606_ReadNowAdc
函数原型：
void AD7606_ReadNowAdc(void)
函数描述：
此函数用于读取8路采样结果，结果存储在全局变量 g_tAD7606。
76.7.7 函数AD7606_EnterAutoMode
函数原型：
void AD7606_EnterAutoMode(uint32_t _ulFreq)
函数描述：
此函数用于配置硬件工作在自动采集模式，结果存储在FIFO缓冲区。一般不单独调用，函数AD7606_StartRecord会调用。
函数参数：
- 第1个参数是采样频率，范围1-200KHz，单位Hz。
76.7.8 函数AD7606_StartRecord
函数原型：
void AD7606_StartRecord(uint32_t _ulFreq)
函数描述：
用于启动采集。
函数参数：
- 第1个参数是采样频率，范围1-200KHz，单位Hz。
76.7.9 函数AD7606_StopRecord
函数原型：
void AD7606_StopRecord(void)
函数描述：
此函数用于停止采集定时器。函数AD7606_StartRecord和AD7606_StopRecord是配套的。
76.7.10 函数AD7606_FifoNewData
函数原型：
uint8_t AD7606_HasNewData(void)
函数描述：
此函数用于判断FIFO中是否有新数据。
函数参数：
- 返回值，1 表示有，0表示暂无数据。
76.7.11 函数AD7606_ReadFifo
函数原型：
uint8_t AD7606_ReadFifo(uint16_t *_usReadAdc)
函数描述：
此函数用于从FIFO中读取一个ADC值。
函数参数：
- 第1个参数是存放ADC结果的变量指针。
- 返回值，1 表示OK，0表示暂无数据。
76.7.12 函数AD7606_FifoFull
函数原型：
uint8_t AD7606_FifoFull(void)
函数描述：
此函数用于判断FIFO是否满。
函数参数：
- 返回值，1 表示满，0表示未满。
76.8 J-Scope实时展示AD7606采集数据说明
J-Scope专题教程（实时展示要用J-Scope的RTT模式），本章配套例子也做了支持：
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86881 。
看完专题教程，基本就会操作了，这里有三点注意事项需要大家提前有个了解。另外，推荐使用MDK版工程做测试J-Scope，IAR版容易测试不正常。
76.8.1 J-Scope闪退问题解决办法
如下界面，不要点击选择按钮，闪退就是因为点击了这个选择按钮。
直接手动填写型号即可，比如STM32H743XI，STM32F429BI，STM32F407IG，STM32F103ZE等。
76.8.2 J-Scope多通道传输实现
J-Scope的多通道传输配置好函数SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer即可，主要是通过第2个参数实现的。
/*
配置通道1，上行配置
默认情况下，J-Scope仅显示1个通道。
上传1个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2
上传2个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2
上传3个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2
上传4个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2
上传5个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2
上传6个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2
上传7个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2
上传8个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2i2
*/
SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(1, "JScope_i2", buf, 20480, SEGGER_RTT_MODE_NO_BLOCK_SKIP);
使用函数SEGGER_RTT_Write上传数据时，要跟配置的通道数匹配，比如配置的三个通道，就需要调用三次函数：
SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[0]), 2); SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[1]), 2); SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[2]), 2);
多路效果：
76.8.3 J-Scope带宽问题
普通的JLINK时钟速度8 - 12MHz时， J-Scope的速度基本可以达到500KB/S（注意，单位是字节）AD7606的最高采样率是200Ksps，16bit，那么一路采集就有400KB/S的速速，所以要根据设置的采样率设置要显示的J-Scope通道数，如果超出了最高通信速度，波形显示会混乱。
200Ksps时，实时显示1路
100Ksps时，实时显示2路
50Ksps时， 实时显示4路
25Ksps时， 实时显示8路
实际速度以底栏的展示为准，如果与设置的速度差异较大，说明传输异常了。
76.9 AD7606驱动移植和使用
AD7606移植步骤如下：
- 第1步：复制bsp_fmc_ad7606.c和bsp_fmc_ad7606.h到自己的工程目录，并添加到工程里面。
- 第2步：根据使用的CONVST引脚，BUSY引脚，过采样引脚，量程控制引脚，复位引脚，修改bsp_fmc_ad7606.c开头的宏定义。
这里要特别注意过采样引脚，量程控制引脚和复位引脚是采用的扩展IO，需要大家根据自己的情况修改。
/* CONVST 启动ADC转换的GPIO = PC6 */ #define CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE #define CONVST_TIM8_CLK_DISABLE __HAL_RCC_TIM8_CLK_DISABLE #define CONVST_GPIO GPIOC #define CONVST_PIN GPIO_PIN_6 #define CONVST_TIMX TIM8 #define CONVST_TIMCH 1 /* BUSY 转换完毕信号 = PE5 */ #define BUSY_RCC_GPIO_CLK_ENABLE __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE #define BUSY_GPIO GPIOE #define BUSY_PIN GPIO_PIN_5 #define BUSY_IRQn EXTI9_5_IRQn #define BUSY_IRQHandler EXTI9_5_IRQHandler /* 设置过采样的IO, 在扩展的74HC574上 */ #define OS0_1() HC574_SetPin(AD7606_OS0, 1) #define OS0_0() HC574_SetPin(AD7606_OS0, 0) #define OS1_1() HC574_SetPin(AD7606_OS1, 1) #define OS1_0() HC574_SetPin(AD7606_OS1, 0) #define OS2_1() HC574_SetPin(AD7606_OS2, 1) #define OS2_0() HC574_SetPin(AD7606_OS2, 0) /* 启动AD转换的GPIO : PC6 */ #define CONVST_1() CONVST_GPIO->BSRR = CONVST_PIN #define CONVST_0() CONVST_GPIO->BSRR = ((uint32_t)CONVST_PIN << 16U) /* 设置输入量程的GPIO, 在扩展的74HC574上 */ #define RANGE_1() HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 1) #define RANGE_0() HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 0) /* AD7606复位口线, 在扩展的74HC574上 */ #define RESET_1() HC574_SetPin(AD7606_RESET, 1) #define RESET_0() HC574_SetPin(AD7606_RESET, 0)
- 第3步：根据具体用到的FMC引脚，修改函数AD7606_CtrlLinesConfig里面做的IO配置。
- 第4步：根据使用的FMC BANK，修改函数AD7606_FSMCConfig里面的BANK配置，这点非常容易疏忽。
- 第5步：注意MPU配置，详情见本章77.7.5小节。
- 第6步：初始化AD7606。
bsp_InitAD7606(); /* 配置AD7606所用的GPIO */
- 第7步：AD7606驱动主要用到HAL库的FMC驱动文件，简单省事些可以添加所有HAL库C源文件进来。
- 第8步：应用方法看本章节配套例子即可。
76.10 实验例程设计框架
通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：
第1阶段，上电启动阶段：
- 这部分在第14章进行了详细说明。
第2阶段，进入main函数：
- 第1部分，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器和LED。
- 第2部分，应用程序设计部分，测试AD7606的两种采集方案。
76.11 实验例程说明（MDK）
配套例子：
V7-056_AD7606的FMC总线驱动方式实现（8通道同步采样, 16bit, 正负10V）
实验目的：
- 学习AD7606的FMC驱动方式实现。
重要提示：
- 板子上电后，默认是软件定时采集，0.5秒一次，适合串口展示数据。
- 如果需要使用J-Scope实时展示采集的波形效果，需要按下K2按键切换到FIFO模式。
- 如果使用的JLINK速度不够快，导致J-Scope无法最高速度实时上传，可以使用摇杆上下键设置过采样来降低上传速度。
- 默认情况下，程序仅上传了AD7606通道1采集的数据。
- 串口数据展示推荐使用SecureCRT，因为数据展示做了特别处理，方便采集数据在串口软件同一个位置不断刷新。
实验内容：
1、AD7606的FMC驱动做了两种采集方式
（1）软件定时获取方式，适合低速查询获取。
（2）FIFO工作模式，适合8路实时采集，支持最高采样率200Ksps。
2、数据展示方式：
（1）软件查询方式，数据通过串口打印输出。
（2）FIFO工作模式，数据通过J-Scope实时输出。
（3）J-Scope的实时输出方法请看V7板子用户手册对应的AD7606章节。
3、将模拟输入接地时，采样值是0左右。
4、模拟输入端悬空时，采样值在某个范围浮动（这是正常的，这是AD7606内部输入电阻导致的浮动电压）。
5、出厂的AD7606模块缺省是8080 并行接口。如果用SPI接口模式，需要修改 R1 R2电阻配置。
6、配置CVA CVB 引脚为PWM输出模式，周期设置为需要的采样频率，之后MCU将产生周期非常稳定的AD转换信号。
实验操作：
- 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
- K1键 : 切换量程(5V或10V)。
- K2键 : 进入FIFO工作模式。
- K3键 : 进入软件定时采集模式。
- 摇杆上下键 : 调节过采样参数。
上电后串口打印的信息：
波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1。
J-Scope波形效果：
模块插入位置：
程序设计：
系统栈大小分配：
RAM空间用的DTCM：
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_Init
* 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
/* 配置MPU */
MPU_Config();
/* 使能L1 Cache */
CPU_CACHE_Enable();
/*
STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
- 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
- 设置NVIV优先级分组为4。
*/
HAL_Init();
/*
配置系统时钟到400MHz
- 切换使用HSE。
- 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
*/
SystemClock_Config();
/*
Event Recorder：
- 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
- 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
*/
#if Enable_EventRecorder == 1
/* 初始化EventRecorder并开启 */
EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
EventRecorderStart();
#endif
bsp_InitDWT(); /* 初始化DWT时钟周期计数器 */
bsp_InitKey(); /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
bsp_InitLPUart(); /* 初始化串口 */
bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */
/* 针对不同的应用程序，添加需要的底层驱动模块初始化函数 */
bsp_InitAD7606(); /* 配置AD7606所用的GPIO */
}
MPU配置和Cache配置：
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: MPU_Config
* 功能说明: 配置MPU
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
/* 禁止 MPU */
HAL_MPU_Disable();
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/*使能 MPU */
HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: CPU_CACHE_Enable
* 功能说明: 使能L1 Cache
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
/* 使能 I-Cache */
SCB_EnableICache();
/* 使能 D-Cache */
SCB_EnableDCache();
}
每10ms调用一次按键处理：
按键处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_RunPer10ms
* 功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
* 不严格的任务可以放在此函数。比如：按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_RunPer10ms(void)
{
bsp_KeyScan10ms();
}
主功能：
主程序实现如下操作：
- 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
- K1键 : 切换量程(5V或10V)。
- K2键 : 进入FIFO工作模式。
- K3键 : 进入软件定时采集模式。
- 摇杆上下键 : 调节过采样参数。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: main
* 功能说明: c程序入口
* 形 参: 无
* 返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
DemoFmcAD7606(); /* AD7606测试 */
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: DemoFmcAD7606
* 功能说明: AD7606测试
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void DemoFmcAD7606(void)
{
uint8_t ucKeyCode;
uint8_t ucRefresh = 0;
uint8_t ucFifoMode;
sfDispMenu(); /* 打印命令提示 */
ucFifoMode = 0; /* AD7606进入普通工作模式 */
ucRefresh = 0; /* 数据在串口刷新的标志 */
AD7606_SetOS(AD_OS_NO); /* 无过采样 */
AD7606_SetInputRange(1); /* 0表示输入量程为正负5V, 1表示正负10V */
AD7606_StartConvst(); /* 启动1次转换 */
bsp_StartAutoTimer(0, 500); /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
bsp_StartAutoTimer(3, 200); /* 启动1个200ms的自动重装的定时器 */
/*
配置通道1，上行配置
默认情况下，J-Scope仅显示1个通道。
上传1个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2
上传2个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2
上传3个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2
上传4个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2
上传5个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2
上传6个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2
上传7个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2
上传8个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2i2
*/
SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(1, "JScope_i2", buf, 20480, SEGGER_RTT_MODE_NO_BLOCK_SKIP);
while(1)
{
bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
/* 判断定时器超时时间 */
if (bsp_CheckTimer(3))
{
/* 每隔100ms 进来一次 */
bsp_LedToggle(2);
}
if (ucRefresh == 1)
{
ucRefresh = 0;
/* 处理数据 */
AD7606_Mak();
/* 打印ADC采样结果 */
AD7606_Disp();
}
if (ucFifoMode == 0) /* AD7606 普通工作模式 */
{
if (bsp_CheckTimer(0))
{
/* 每隔500ms 进来一次. 由软件启动转换 */
AD7606_ReadNowAdc(); /* 读取采样结果 */
AD7606_StartConvst(); /* 启动下次转换 */
ucRefresh = 1; /* 刷新显示 */
}
}
else
{
/*
在FIFO工作模式，bsp_AD7606自动进行采集，数据存储在FIFO缓冲区。
结果可以通过下面的函数读取:
uint8_t AD7606_ReadFifo(uint16_t *_usReadAdc)
大家可以将数据保存到SD卡，或者保存到外部SRAM。
本例未对FIFO中的数据进行处理，进行打印当前最新的样本值和J-Scope的实时输出展示。
如果主程序不能及时读取FIFO数据，那么 AD7606_FifoFull() 将返回真。
8通道200K采样时，数据传输率 = 200 000 * 2 * 8 = 3.2MB/S
*/
if (bsp_CheckTimer(0))
{
ucRefresh = 1; /* 刷新显示 */
}
}
/* 按键检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。这个函数不会
等待按键按下，这样我们可以在while循环内做其他的事情 */
ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
if (ucKeyCode != KEY_NONE)
{
switch (ucKeyCode)
{
case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下 切换量程 */
if (g_tAD7606.ucRange == 0)
{
AD7606_SetInputRange(1);
}
else
{
AD7606_SetInputRange(0);
}
ucRefresh = 1;
break;
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下 */
ucFifoMode = 1; /* AD7606进入FIFO工作模式 */
g_tAD7606.ucOS = 1; /* 无过采样 */
AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]); /* 启动100kHz采样速率 */
AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS); /* 设置无过采样 */
printf("\33[%dA", (int)1); /* 光标上移n行 */
printf("AD7606进入FIFO工作模式 (200KHz 8通道同步采集)...\r\n");
break;
case KEY_DOWN_K3: /* K3键按下 */
AD7606_StopRecord(); /* 停止记录 */
ucFifoMode = 0; /* AD7606进入普通工作模式 */
g_tAD7606.ucOS = 0; /* 无过采样 */
AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
printf("\33[%dA", (int)1); /* 光标上移n行 */
printf("AD7606进入普通工作模式(0.5s定时8通道同步采集)...\r\n");
break;
case JOY_DOWN_U: /* 摇杆UP键按下 */
if (g_tAD7606.ucOS < 6)
{
g_tAD7606.ucOS++;
}
AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
/* 如果是FIFO模式，*/
if(ucFifoMode == 1)
{
/* 启动当前过采样下最高速度 */
AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);
}
ucRefresh = 1;
break;
case JOY_DOWN_D: /* 摇杆DOWN键按下 */
if (g_tAD7606.ucOS > 0)
{
g_tAD7606.ucOS--;
}
AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
ucRefresh = 1;
/* 如果是FIFO模式，*/
if(ucFifoMode == 1)
{
/* 启动当前过采样下最高速度 */
AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);
}
break;
default:
/* 其他的键值不处理 */
break;
}
}
}
}
76.12 实验例程说明（IAR）
配套例子：
V7-056_AD7606的FMC总线驱动方式实现（8通道同步采样, 16bit, 正负10V）
实验目的：
- 学习AD7606的FMC驱动方式实现。
重要提示：
- 板子上电后，默认是软件定时采集，0.5秒一次，适合串口展示数据。
- 如果需要使用J-Scope实时展示采集的波形效果，需要按下K2按键切换到FIFO模式。
- 如果使用的JLINK速度不够快，导致J-Scope无法最高速度实时上传，可以使用摇杆上下键设置过采样来降低上传速度。
- 默认情况下，程序仅上传了AD7606通道1采集的数据。
- 串口数据展示推荐使用SecureCRT，因为数据展示做了特别处理，方便采集数据在串口软件同一个位置不断刷新。
实验内容：
1、AD7606的FMC驱动做了两种采集方式
（1）软件定时获取方式，适合低速查询获取。
（2）FIFO工作模式，适合8路实时采集，支持最高采样率200Ksps。
2、数据展示方式：
（1）软件查询方式，数据通过串口打印输出。
（2）FIFO工作模式，数据通过J-Scope实时输出。
（3）J-Scope的实时输出方法请看V7板子用户手册对应的AD7606章节。
3、将模拟输入接地时，采样值是0左右。
4、模拟输入端悬空时，采样值在某个范围浮动（这是正常的，这是AD7606内部输入电阻导致的浮动电压）。
5、出厂的AD7606模块缺省是8080 并行接口。如果用SPI接口模式，需要修改 R1 R2电阻配置。
6、配置CVA CVB 引脚为PWM输出模式，周期设置为需要的采样频率，之后MCU将产生周期非常稳定的AD转换信号。
实验操作：
- 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
- K1键 : 切换量程(5V或10V)。
- K2键 : 进入FIFO工作模式。
- K3键 : 进入软件定时采集模式。
- 摇杆上下键 : 调节过采样参数。
上电后串口打印的信息：
波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1。
J-Scope波形效果：
模块插入位置：
程序设计：
系统栈大小分配：
RAM空间用的DTCM：
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_Init
* 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
/* 配置MPU */
MPU_Config();
/* 使能L1 Cache */
CPU_CACHE_Enable();
/*
STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
- 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
- 设置NVIV优先级分组为4。
*/
HAL_Init();
/*
配置系统时钟到400MHz
- 切换使用HSE。
- 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
*/
SystemClock_Config();
/*
Event Recorder：
- 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
- 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
*/
#if Enable_EventRecorder == 1
/* 初始化EventRecorder并开启 */
EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
EventRecorderStart();
#endif
bsp_InitDWT(); /* 初始化DWT时钟周期计数器 */
bsp_InitKey(); /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
bsp_InitLPUart(); /* 初始化串口 */
bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */
/* 针对不同的应用程序，添加需要的底层驱动模块初始化函数 */
bsp_InitAD7606(); /* 配置AD7606所用的GPIO */
}
MPU配置和Cache配置：
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: MPU_Config
* 功能说明: 配置MPU
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
/* 禁止 MPU */
HAL_MPU_Disable();
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/*使能 MPU */
HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: CPU_CACHE_Enable
* 功能说明: 使能L1 Cache
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
/* 使能 I-Cache */
SCB_EnableICache();
/* 使能 D-Cache */
SCB_EnableDCache();
}
每10ms调用一次按键处理：
按键处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_RunPer10ms
* 功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
* 不严格的任务可以放在此函数。比如：按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_RunPer10ms(void)
{
bsp_KeyScan10ms();
}
主功能：
主程序实现如下操作：
- 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
- K1键 : 切换量程(5V或10V)。
- K2键 : 进入FIFO工作模式。
- K3键 : 进入软件定时采集模式。
- 摇杆上下键 : 调节过采样参数。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: main
* 功能说明: c程序入口
* 形 参: 无
* 返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
DemoFmcAD7606(); /* AD7606测试 */
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: DemoFmcAD7606
* 功能说明: AD7606测试
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void DemoFmcAD7606(void)
{
uint8_t ucKeyCode;
uint8_t ucRefresh = 0;
uint8_t ucFifoMode;
sfDispMenu(); /* 打印命令提示 */
ucFifoMode = 0; /* AD7606进入普通工作模式 */
ucRefresh = 0; /* 数据在串口刷新的标志 */
AD7606_SetOS(AD_OS_NO); /* 无过采样 */
AD7606_SetInputRange(1); /* 0表示输入量程为正负5V, 1表示正负10V */
AD7606_StartConvst(); /* 启动1次转换 */
bsp_StartAutoTimer(0, 500); /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
bsp_StartAutoTimer(3, 200); /* 启动1个200ms的自动重装的定时器 */
/*
配置通道1，上行配置
默认情况下，J-Scope仅显示1个通道。
上传1个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2
上传2个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2
上传3个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2
上传4个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2
上传5个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2
上传6个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2
上传7个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2
上传8个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2i2
*/
SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(1, "JScope_i2", buf, 20480, SEGGER_RTT_MODE_NO_BLOCK_SKIP);
while(1)
{
bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
/* 判断定时器超时时间 */
if (bsp_CheckTimer(3))
{
/* 每隔100ms 进来一次 */
bsp_LedToggle(2);
}
if (ucRefresh == 1)
{
ucRefresh = 0;
/* 处理数据 */
AD7606_Mak();
/* 打印ADC采样结果 */
AD7606_Disp();
}
if (ucFifoMode == 0) /* AD7606 普通工作模式 */
{
if (bsp_CheckTimer(0))
{
/* 每隔500ms 进来一次. 由软件启动转换 */
AD7606_ReadNowAdc(); /* 读取采样结果 */
AD7606_StartConvst(); /* 启动下次转换 */
ucRefresh = 1; /* 刷新显示 */
}
}
else
{
/*
在FIFO工作模式，bsp_AD7606自动进行采集，数据存储在FIFO缓冲区。
结果可以通过下面的函数读取:
uint8_t AD7606_ReadFifo(uint16_t *_usReadAdc)
大家可以将数据保存到SD卡，或者保存到外部SRAM。
本例未对FIFO中的数据进行处理，进行打印当前最新的样本值和J-Scope的实时输出展示。
如果主程序不能及时读取FIFO数据，那么 AD7606_FifoFull() 将返回真。
8通道200K采样时，数据传输率 = 200 000 * 2 * 8 = 3.2MB/S
*/
if (bsp_CheckTimer(0))
{
ucRefresh = 1; /* 刷新显示 */
}
}
/* 按键检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。这个函数不会
等待按键按下，这样我们可以在while循环内做其他的事情 */
ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
if (ucKeyCode != KEY_NONE)
{
switch (ucKeyCode)
{
case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下 切换量程 */
if (g_tAD7606.ucRange == 0)
{
AD7606_SetInputRange(1);
}
else
{
AD7606_SetInputRange(0);
}
ucRefresh = 1;
break;
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下 */
ucFifoMode = 1; /* AD7606进入FIFO工作模式 */
g_tAD7606.ucOS = 1; /* 无过采样 */
AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]); /* 启动100kHz采样速率 */
AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS); /* 设置无过采样 */
printf("\33[%dA", (int)1); /* 光标上移n行 */
printf("AD7606进入FIFO工作模式 (200KHz 8通道同步采集)...\r\n");
break;
case KEY_DOWN_K3: /* K3键按下 */
AD7606_StopRecord(); /* 停止记录 */
ucFifoMode = 0; /* AD7606进入普通工作模式 */
g_tAD7606.ucOS = 0; /* 无过采样 */
AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
printf("\33[%dA", (int)1); /* 光标上移n行 */
printf("AD7606进入普通工作模式(0.5s定时8通道同步采集)...\r\n");
break;
case JOY_DOWN_U: /* 摇杆UP键按下 */
if (g_tAD7606.ucOS < 6)
{
g_tAD7606.ucOS++;
}
AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
/* 如果是FIFO模式，*/
if(ucFifoMode == 1)
{
/* 启动当前过采样下最高速度 */
AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);
}
ucRefresh = 1;
break;
case JOY_DOWN_D: /* 摇杆DOWN键按下 */
if (g_tAD7606.ucOS > 0)
{
g_tAD7606.ucOS--;
}
AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
ucRefresh = 1;
/* 如果是FIFO模式，*/
if(ucFifoMode == 1)
{
/* 启动当前过采样下最高速度 */
AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);
}
break;
default:
/* 其他的键值不处理 */
break;
}
}
}
76.13 总结
本章节涉及到的知识点非常多，实战性较强，需要大家稍花点精力去研究。