LTC?2508-32 是一款具有集成式可配置數(shù)字平均濾波器的快速、32 位 SAR ADC。演示板DC2222A-B具有與DC890以及Linduino通信的連接器。演示手冊(cè)介紹了如何將主板連接到 DC890 并運(yùn)行 PScope。它還解釋了如何使用Linduino（或DC590B板）運(yùn)行QuikEval并以非常慢的數(shù)據(jù)速率讀取數(shù)據(jù)。

本博客旨在展示如何使用 Linduino 從 LTC2508-32 實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集。Linduino上的QuikEval連接器沒有足夠的GPIO線來控制濾波器的下采樣因子（DF）選擇引腳（SEL1，SEL0）。因此，板載 FPGA 在收到初始配置數(shù)據(jù)后控制 SEL 線路。I/O 擴(kuò)展器（我們的工程師稱之為“運(yùn)動(dòng)鞋端口”）用于通過 SPI 將配置信息發(fā)送到板載 FPGA，進(jìn)而設(shè)置 SEL 線路。如果這令人困惑，請(qǐng)繼續(xù)閱讀，它將開始有意義。

Linduino 的速度不夠快，無法以全采樣速度從 LTC2508 捕獲數(shù)據(jù)。但是，使用高度優(yōu)化的代碼，避免使用中斷超時(shí)并將SPI時(shí)鐘調(diào)整到4 MHz，可以實(shí)現(xiàn)合理的采樣速度。這在本博客的最后一部分進(jìn)行了解釋。

零件的詳細(xì)信息

LTC2508-32 具有兩個(gè)數(shù)字串行接口，一個(gè)用于濾波輸出數(shù)據(jù)，另一個(gè)用于無延遲輸出數(shù)據(jù)。Linduino上的QuikEval連接器連接到濾波輸出串行接口（SDOA）。

圖1.LTC2508 框圖

濾波后的輸出僅在 SYNC 脈沖后每轉(zhuǎn)換一次 DF 次數(shù)更新一次。MCLK引腳上的每個(gè)上升沿都會(huì)啟動(dòng)一個(gè)新的轉(zhuǎn)換。因此，濾波后的輸出在 MCLK 脈沖的 DF 數(shù)之后在 I/O 寄存器中可用。請(qǐng)參考下面的流程圖，或在 LTC2508-32 產(chǎn)品手冊(cè)中閱讀更多相關(guān)信息。數(shù)字濾波器可通過引腳綁定 SEL0 和 SEL1 輕松配置為四種不同的下采樣因子。

演示板的詳細(xì)信息

本節(jié)旨在解釋板載 FPGA 如何根據(jù)發(fā)送給它的配置數(shù)據(jù)設(shè)置 SEL 引腳。FPGA 等待通過 SPI 發(fā)送的 16 位序列配置數(shù)據(jù)。要發(fā)送到FPGA的16位配置數(shù)據(jù)是：

位 15：選擇串行接口。1 = SDOA，0 = SDOB
位 10：SEL0
位 9：SEL1

其余位由 LTC25XX 系列中的其他器件使用。

FPGA的SPI線連接到運(yùn)動(dòng)鞋端口（CS_IN、SDI_IN和SCK_IN）的P5、P6和P7，如下圖所示。這些引腳被位撞擊以創(chuàng)建到FPGA的SPI端口。運(yùn)動(dòng)鞋端口的P0-P7的位敲擊是通過傳輸I完成的2C 數(shù)據(jù)從 Linduino 到 Sneaker Port，這將在下面的部分中解釋。

圖3.整個(gè)系統(tǒng)的接線圖

與“運(yùn)動(dòng)鞋港口”的通信

運(yùn)動(dòng)鞋端口輸出引腳的位敲擊是通過發(fā)送 I 來完成的2C 數(shù)據(jù)。要說我2C 到運(yùn)動(dòng)鞋端口，第一個(gè)字節(jié)是 I2芯片的C地址，第二個(gè)字節(jié)是P0-P7的數(shù)據(jù)。FPGA 的 SPI 引腳為 CS = P7、SDI = P6 和 SCK = P5。每個(gè) P0-P7 引腳的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為唯一的 I2C 字節(jié)。

注意：

為了在SDI線上傳輸0，我們需要將數(shù)據(jù)線保持低電平，并使SCK線變?yōu)榈碗娖健⒏唠娖胶偷碗娖健＿@是通過傳輸 0×00、0×20 和 0×00 來實(shí)現(xiàn)的。

注意：

為了在SDI線上傳輸1，我們需要將數(shù)據(jù)線保持高電平，并使SCK線變?yōu)榈碗娖健⒏唠娖胶偷碗娖健＿@是通過傳輸 0×40、0×60 和 0×40 來實(shí)現(xiàn)的。

注意：

如果用戶想使用自己的電路板連接到DC2222A，則需要將QuikEval連接器的引腳2驅(qū)動(dòng)到VCCIO，以便DC2222A的FPGA知道已連接控制器并偵聽其命令。

林杜伊諾代碼：

LTC2508 與 SPI 通信，這些信號(hào)通過 QuikEval 連接器單獨(dú)訪問，以從器件中讀取數(shù)據(jù)。你可以在這里找到林杜伊諾代碼。
Linduino代碼可以分為三個(gè)獨(dú)立的部分：

a） 功能：無效sneaker_port_init（）

該函數(shù)將配置數(shù)據(jù)寫入FPGA，然后發(fā)送SYNC脈沖。

P3 = 0 拉WRIN_CS低

i2c_write_byte（SNEAKER_PORT_ADDRESS、CS_LOW）;

for（i = 0; i < 48; ++i）

{

發(fā)送配置數(shù)據(jù)

i2c_write_byte（SNEAKER_PORT_ADDRESS，i2c_data[i]）;

}

P3 = 1 拉高WRIN_CS

i2c_write_byte（SNEAKER_PORT_ADDRESS、CS_HIGH）;

b） 功能：空隙send_pulses（uint8_t引腳，uint16_t num_of_pulses）
此功能將 DF 個(gè)脈沖發(fā)送到連接到 LTC2508 MCLK 的 CS 引腳。

c） 功能：uint32_t LTC2508_read_data（uint8_t QUIKEVAL_CS、uint16_t *DF）
使用 QuikEval 連接器上的連接通過常規(guī) SPI 從 LTC2508-32 讀取數(shù)據(jù)。

優(yōu)化項(xiàng)目

如前所述，Linduino的速度不夠快，無法從LTC2508進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集。但是，通過以下步驟，我們可以有一個(gè)合理的讀出數(shù)據(jù)的速度。這個(gè)修改后的Linduino代碼可以在以下位置找到：

LTSketchbook部件號(hào)200025002508DC2222_interrupt_driven_read

MCLK 由外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)，以避免切換 CS 引腳時(shí)出現(xiàn)延遲。

DRDY 已連接到 INT1。當(dāng)數(shù)據(jù)就緒（DRDY）引腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，即當(dāng)數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換后準(zhǔn)備就緒時(shí)，將觸發(fā)中斷;此時(shí)，它被宣讀出來。

在 Linduino 代碼中，數(shù)據(jù)在中斷服務(wù)例程中連續(xù)捕獲，并作為十六進(jìn)制值打印到串行控制臺(tái)。以后可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓。

連續(xù)打印的數(shù)據(jù)使用TeraTerm記錄到文件中。以下各節(jié)將介紹設(shè)置 Tera 術(shù)語。

數(shù)據(jù)被讀出，轉(zhuǎn)換為電壓并使用Python腳本繪制。

圖5.LTC2508 DRDY# 連接至 INT1 （數(shù)字引腳 3）

圖6是示波器照片，顯示了DRDY引腳上脈沖后SDOA線路上的數(shù)據(jù)。DRDY引腳在MCLK上的DF脈沖數(shù)之后觸發(fā)。

圖6.示波器照片顯示DRDY脈沖后SDOA的數(shù)據(jù)。

當(dāng)MCLK為100 kHz且DF = 256時(shí)，可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率為390.635 Hz，如下面的示波器所示。

圖7.連續(xù)的DRDY脈沖和數(shù)據(jù)跟隨SDOA線路。

如何設(shè)置TeraTerm：

使用此鏈接安裝 Tera 術(shù)語。

打開 Tera 術(shù)語。

如果“新建連接”選項(xiàng)卡尚未打開，請(qǐng)轉(zhuǎn)到“文件 à 新連接”。

圖8.在 Tera Term 上設(shè)置新連接。

確保Linduino USB已插入。

選擇串行連接和正確的串行端口。

圖9.設(shè)置串行COM端口。

去 設(shè)置 à 串行端口.

圖 10.打開串行端口。

設(shè)置波特率。

圖 11.設(shè)置 COM 端口的參數(shù)。

將數(shù)據(jù)記錄設(shè)置為文件 à 選擇正確的文件。

圖 12.將數(shù)據(jù)記錄設(shè)置為文件。

保持 Tera Term 打開以查看其他驅(qū)動(dòng)程序?qū)懗龅臄?shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)記錄文件現(xiàn)在應(yīng)包含零件捕獲的所有數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在數(shù)據(jù)已記錄到 data.txt 中，請(qǐng)確保文件開頭沒有不完整或垃圾數(shù)據(jù)。這可能是由于在讀取過程中開始的數(shù)據(jù)記錄。

審核編輯：郭婷