電子發(fā)燒友App
AD7705為完整16位低成本、Σ-Δ型ADC。采用SP IQ SPI兼容的三線串行接口，能夠方便地與各種微控制器和DSP連接，也比并行接口方式大大節(jié)省了CPU的 I O口。本文主要以ad7705應用經(jīng)驗及應用所需注意的事項為中心而展開的討論。
ad7705應用經(jīng)驗總結
1.時序注意要點：數(shù)字接口迷失的時候可以通過ADIN輸入持續(xù)32個脈沖周期（DCLK）以上的高電平將復位AD7705的數(shù)字接口，復位之后要等待500us以上才能訪問AD7705芯片，這種復位方式不會影響AD7705內(nèi)部的任何寄存器，所有的寄存器將保持復位之前的內(nèi)容，但所有的寄存器在數(shù)字接口迷失的狀態(tài)下內(nèi)容是不確定的，因此強烈建議在復位之后重新設置AD7705內(nèi)部所有的寄存器，防止錯誤。而芯片管腳RESET的復位將使片內(nèi)所有的寄存器恢復到上電的默認值。時鐘輸入信號DCLK是一種施密特出發(fā)信號，能夠適應光耦合器的慢速邊沿，其他數(shù)字輸入信號的上升和下降時間不應超過1us。
2.AD7705時鐘大于2M時，時鐘設置寄存器的CLK位應置1，小于2M時應置0。DCLK的脈沖寬度要滿足最小的脈寬要求。在時鐘DCLK下降之后的低電平期間讀取數(shù)據(jù)ADOUT。在時鐘DCLK的低電平期間設置要寫入數(shù)據(jù)ADIN，然后在DCLK的上升沿寫入到7705。寫入數(shù)據(jù)以及讀取數(shù)據(jù)的時鐘DCLK的數(shù)目要與（被寫入或被讀取的寄存器）的位數(shù)長度一致，多于或少于（寄存器位長度）的時鐘DCLK數(shù)目都將導致操作錯誤。在兩次寫操作之間，ADIN應最好保持在高電平：因為任何（讀或?qū)懀┎僮鞫急仨殢膶?a href="http://www.1cnz.cn/v/tag/1301/" target="_blank">通信寄存器開始，而且寫入通信寄存器的8個位中的第1位必須為0，后續(xù)的位才能被寫入到通信寄存器。所以當ADIN為0的時候，萬一時鐘DCLK受到干擾導致0寫入通信寄存器，AD7705會誤認為是寫通信寄存器的操作開始而等待后續(xù)的7位位串，發(fā)生這種干擾之后會導致AD7705的數(shù)字接口迷失，從而導致內(nèi)部寄存器的內(nèi)容也許會變得未知狀態(tài)。此外，時鐘信號DCLK在兩次操作AD7705之間要保持高電平。即：在不訪問AD7705的空閑時刻，或者兩次操作之間的空閑時刻，ADIN、DCLK都最好保持高電平為最可靠。
3.DRDY信號為數(shù)據(jù)AD轉(zhuǎn)換完成的指示信號，低電平期間表示AD轉(zhuǎn)換完成，可以讀取數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，高電平期間表示AD轉(zhuǎn)換正在進行，這時不能訪問數(shù)據(jù)寄存器。對于系統(tǒng)校準和內(nèi)部校準也一樣，低電平期間表示校準完成，可以讀取校準寄存器的內(nèi)容，高電平期間表示校準正在進行，這時不能訪問校準寄存器。違反這些規(guī)定的操作，結果時未知的。此外程序中千萬不能把DRDY的邏輯搞反，否則結果不可預料。
4.不管是校準還是數(shù)據(jù)AD轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波器同步位FSYNC都要置為0，這樣AD7705的校準或者數(shù)據(jù)AD轉(zhuǎn)換工作才能進行，否則校準和AD轉(zhuǎn)換不會進行，DRDY信號也不會變低。當FSYNC=0時，在校準或AD轉(zhuǎn)換結束后DRDY信號將變低，此時可以讀取校準系數(shù)或者數(shù)據(jù)寄存器。
5.采用非緩沖模式時，AD7705模擬輸入前端的電阻電容的變化對AD轉(zhuǎn)換精度影響很大。若系統(tǒng)工作時的信號源、溫度環(huán)境、器件參數(shù)變化很大，導致AD7705模擬輸入前端電路的參數(shù)跟系統(tǒng)校準時的參數(shù)不一致，誤差會非常大。緩沖模式能解決這種問題，當使能緩沖模式時，AD7705會在模擬輸入端和AD轉(zhuǎn)換器之間接入一個緩沖器Buffer，這樣AD7705就能適應模擬輸入前端信號源的大阻抗、器件參數(shù)（電阻電容）的變化、溫度環(huán)境的變化等各種與系統(tǒng)校準時的不一致情況（即器件工作條件的變化）。所以，AD7705的校準和正常工作最好都要在緩沖模式下進行。
6.電壓輸入范圍：對于非緩沖模式，模擬輸入信號范圍是GND-30mV至VDD+30mV之間。對于緩沖模式，模擬輸入信號范圍是GND+50mV至VDD-1.5V之間。
7.非緩沖模式、單極性、增益為GAIN：此時AD7705的反相輸入端VIN－的范圍是GND-30mV至VDD+30mV－VREF/GAIN之間，其中VREF為AD7705的參考電壓。正相輸入端VIN＋的范圍是V－至V－＋VREF/GAIN。如右圖，即V＋和V－都必須大于GND小于VDD，同時還要考慮單極性的輸入范圍，即V－還必須小于VDD+30mV－VREF/GAIN，才不至于模擬輸入為V+max＝V－＋VREF/GAIN時大于VDD+30mV。
8.非緩沖、雙極性、增益為GAIN：此時V＋和V－都必須大于GAN小于VDD，V－還必須小于VDD＋30V－VREF/GAIN，這樣輸入V+max＝V－＋VREF/GAIN不至于大于VDD＋30mV。V－還必須大于GND－30mV ＋VREF/GAIN，才不至于輸入V+min＝V――VREF/GAIN時小于GND－30mV。正相輸入端VIN＋的正信號輸入范圍是V－至V－＋VREF/GAIN，正相輸入端VIN＋的負信號輸入范圍是V－至V－－REF/GAIN。
9.緩沖模式、單極性、增益為GAIN：此時AD7705的反相輸入端VIN－的范圍是【GND＋50mV】至【VDD－1.5V－VREF/GAIN】之間，其中VREF為AD7705的參考電壓。正相輸入端VIN＋的范圍是【V－】至【V－＋VREF/GAIN】。如右圖，即V＋和V－都必須大于GND+50mV小于VDD－1.5V，同時還要考慮單極性的輸入范圍，即V－還必須小于VDD－1.5V－VREF/GAIN，才不至于輸入V+max＝【V－＋VREF/GAIN】時大于VDD－1.5V。
10.緩沖模式、雙極性、增益為GAIN：此時AD7705的反相輸入端VIN－的范圍是【GND＋50mV＋VREF/GAIN】至【VDD－1.5V－VREF/GAIN】之間，這樣才不至于輸入VIN+max＝【V－＋VREF/GAIN】時導致VIN＋大于VDD－1.5V、輸入VIN＋min＝【V――VREF/GAIN】時導致VIN＋小于GND＋50mV。其中VREF為AD7705的參考電壓。正相輸入端VIN＋的正信號輸入范圍是【V－】至【V－＋VREF/GAIN】，正相輸入端VIN＋的負信號輸入范圍是【V－】至【V－－REF/GAIN】。
AD7705應用注意要點和程序
（1） DRDY邏輯不要搞反，高電平時等待轉(zhuǎn)換狀態(tài)，低電平為可以讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)
（2） 系統(tǒng)校準時輸入信號要大于所選量程的4/5，否則校準不到32767。
（3）校準時要等待一定的時間，讀取數(shù)據(jù)也一樣，不能超過轉(zhuǎn)換速率。
（4） 一般的應用只要內(nèi)部校準，這個很簡單，只要初始化就可以。如果測量范圍不是芯片的范圍，可以通過系統(tǒng)校準來實現(xiàn)，滿量程校準電壓要大于量程的4/5
#include 《util/delay.h》
#include 《avr/eeprom.h》
#include “ad7705.h”
#include “main.h”
#include “crc16.h”
#include “Usart.h”
/針對四個量程的設置寄存器的設置內(nèi)容
//（1）對于單極性V級別輸入0-5V、0-20mA、0-10V這三個量程，輸入范圍為0-2V，無極性，增益為1，緩沖模式--0-2V
//（2）對于雙極性V級別輸入+-2.5V、+-5V這兩個量程，輸入范圍為+-1V，雙極性，增益為2，緩沖模式--+-2V
//（3）對于雙精度mV級別輸入+-500mV，增益為4，雙極性，緩沖模式--+-2V
//（4）對雙精度mV級別+-50mV，增益為32，雙極性，緩沖模式--+-1.6V
//------MD1（0） MD0（0） G2（0） G1（0） G0（0） B/U（0） BUF（0） FSYNC（0）
--------------------------//
const unsigned char text_of_setup［4］={0X04，0X08，0X10，0X28}; //非緩沖模式，數(shù)字濾波同步
//const unsigned char text_of_setup［4］={0X06，0X0A，0X12，0X2A}; //緩沖模式，數(shù)字濾波同步
extern volatile unsigned char command［7］; //校準命令全局數(shù)組
extern volatile unsigned char scale; //記錄系統(tǒng)量程
extern volatile unsigned char NO_CALI_TYPE; //未校準類型
extern volatile unsigned long int ZS，GS; //當前量程的校準系數(shù)
extern volatile unsigned char time_count; //超時標志
//----------------------------------------------------------------------------
//函數(shù)：reset_AD7705
//功能：AD7705串行接口失步后將其復位。復位后要延時500us再訪問
//參數(shù)：無
//返回：無
//變量：無
//備注：無
//----------------------------------------------------------------------------
void reset_AD7705（void）
{
unsigned char i;
AD_DIN1;
for（ i=0; i《36; i++ ）
{
AD_CLK0;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
AD_CLK1;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
}
_delay_ms（1）;
}
//------------------------------------------------------------------------------------------
//函數(shù)：read_AD7705_byte
//功能：從AD7705讀一個字節(jié)的數(shù)據(jù)
//參數(shù)：無
//返回：讀到的一字節(jié)數(shù)據(jù)
//變量：無
//備注：無
//------------------------------------------------------------------------------------------
unsigned char read_AD7705_byte（void）
{
unsigned char data = 0;
unsigned char i = 0;
for（ i=0; i《8; i++ ）
{
data 《《= 1;
AD_CLK0;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
if（AD_DOUT）
{
data++;
}
AD_CLK1;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
}
return data;
}
//------------------------------------------------------------------------------------------
//函數(shù)：read_AD7705_word
//功能：從AD7705讀一個字的數(shù)據(jù)，共16bit
//參數(shù)：無
//返回：讀到的一字節(jié)數(shù)據(jù)
//變量：無
//備注：無
//------------------------------------------------------------------------------------------
unsigned int read_AD7705_word（void）
{
unsigned int data = 0;
unsigned char i = 0;
for（ i=0; i《16; i++ ）
{
data 《《= 1;
AD_CLK0;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
if（AD_DOUT）
{
data++;
}
AD_CLK1;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
}
return data;
}
//------------------------------------------------------------------------------------------
//函數(shù)：read_AD7705_dword
//功能：從AD7705讀一個24的數(shù)據(jù)
//參數(shù)：無
//返回：讀到的一字節(jié)數(shù)據(jù)
//變量：無
//備注：AD7705是一個24位AD，選定刷新頻率在16.7HZ下，有效位是19位，暫時讀出全部24位數(shù)據(jù)
//------------------------------------------------------------------------------------------
unsigned long int read_AD7705_dword（void）
{
unsigned long data = 0;
unsigned char i = 0;
for（ i=0; i《24; i++ ）
{
data 《《= 1;
AD_CLK0;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
if（AD_DOUT）
{
data++;
}
AD_CLK1;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
}
return data;
}
//------------------------------------------------------------------------------------------
//函數(shù)：write_AD7705_byte
//功能：往AD7705寫8位數(shù)據(jù)
//參數(shù)：IN - uint8_t data，要寫入AD7705的數(shù)據(jù)
//返回：無
//變量：無
//備注：無
//------------------------------------------------------------------------------------------
void write_AD7705_byte（unsigned char data）
{
for（unsigned char i=0; i《8; i++）
{
AD_CLK0;
if（data&0x80）
AD_DIN1;
else
AD_DIN0;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
AD_CLK1;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
data 《《= 1;
}
AD_DIN1;
}
//------------------------------------------------------------------------------------------
//函數(shù)：write_AD7705_dword
//功能：往AD7705寫24位數(shù)據(jù)，因為AD7705是24位的器件
//參數(shù)：IN - int32_t data，要寫入AD7705的數(shù)據(jù)
//返回：無
//變量：無
//備注：無
//------------------------------------------------------------------------------------------
void write_AD7705_dword（unsigned long int data）
{
for（unsigned char i = 0; i《24; i++）
{
AD_CLK0;
if（data&0x800000）
AD_DIN1;
else
AD_DIN0;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
AD_CLK1;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
asm（“nop”）;
data 《《= 1;
}
AD_DIN1;
}
//--------------------------------------------------------------------------
//-------------------------讀取AD7705轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)函數(shù)--------------------------
//入口參數(shù)：指向main（）主函數(shù)定義的ad_data變量的常量指針
//--------------------------------------------------------------------------
void ReadData7705（unsigned int *const pdata）
{
unsigned int data=0， fiter［5］={0};
unsigned long int temp=0;
unsigned char i=0， sort_flag=1;
AD_CS0;
_delay_us（5）;
start_AD7705（）;
for（ i=0; i《5; i++ ）
{
start_timer0（）;
_delay_ms（2）;
while（ AD_DRDY ）
{
if（ time_count 》= time_read_data ）
{
stop_timer0（）;
AD_CS1;
return;
}
}
stop_timer0（）;
write_AD7705_byte（ RD_DATA_REG ）;
fiter［i］ = read_AD7705_word（）;
}
AD_CS1;
sort_flag = 1;
while（ sort_flag ）
{
sort_flag = 0;
for（ i=0; i《4; i++ ）
{
if（ fiter［i］ 》 fiter［i+1］ ）
{
data = fiter［i］;
fiter［i］ = fiter［i+1］;
fiter［i+1］ = data;
sort_flag = 1;
}
}
}
temp = （ （unsigned long int）fiter［1］ + （unsigned long int）fiter［2］
+ （unsigned long int）fiter［3］ ）/3;
data = （unsigned int）temp;
if（ （data《0xfff0） && （data&0x000f）》0x0008 ）
{
data 》》= 4;
data++;
}
else
{
data 》》= 4;
}
if（ 1 ！= scale ）
{
data -= 0x0800;
}
*pdata = data & 0x0fff;
}
//---------------------------------------------------------------------------------------
gina 發(fā)表于 2008-9-22 10:35
//校準命令格式
//STX Data Long Command Code Parameter CheckSum ETX
//0x55 數(shù)據(jù)長度（2） 量程指示 00H/01H CRC16（2） 0x0D
void AD7705_calibration（void）
{
unsigned char readtimes =0;
unsigned char cali_scale =0;
unsigned long int temp =0;
unsigned char coefficient［8］ ={0}; //test［8］={0};
//16位校驗和的臨時變量
unsigned int crcvalue =0;
AD_CS1;
cali_scale = command［2］; //獲取上位機發(fā)送的要校準的量程類型
eeprom_busy_wait（）;
eeprom_read_block（ &coefficient［0］， （void*）（ADDR_EEPROM_1+（cali_scale-1）*10）， 8 ）;
crcvalue = checksum（ &coefficient［0］， 6 ）;
if（ （coefficient［7］*256+coefficient［6］） ！= crcvalue ）
{
readtimes++;
}
if（ 1 == readtimes ）
{
eeprom_busy_wait（）;
&nnbsp; eeprom_read_block（ &coefficient［0］， （void*）（ADDR_EEPROM_2+（cali_scale-1）*10）， 8 ）;
crcvalue = checksum（ &coefficient［0］， 6 ）; //
if（ （coefficient［7］*256+coefficient［6］） ！= crcvalue ）
{
readtimes++;
}
}
if（ 2 == readtimes ）
{
eeprom_busy_wait（）;
eeprom_read_block（ &coefficient［0］， （void*）（ADDR_EEPROM_3+（cali_scale-1）*10）， 8 ）;
}
ADDR409_MASK;
AD_CS0;
_delay_us（5）;
reset_AD7705（）;
write_AD7705_byte（ WR_CLOCK_REG ）;
write_AD7705_byte（ CLOCK_REG_SET ）;
if（ ZERO_CALIBRATION == command［3］ ） //校準命令為零校準
{
write_AD7705_byte（ WR_SETUP_REG ）;
write_AD7705_byte（ text_of_setup［cali_scale-1］ | SYS_ZERO_CALI）;
//等待校準完成
start_timer0（）;
while（ time_count 《 time_sys_cali ）;
stop_timer0（）;
while（ AD_DRDY ）;
//讀OFFSET寄存器
write_AD7705_byte（ RD_OFFSET_REG ）;
temp = read_AD7705_dword（）;
if（ cali_scale == scale）
{
ZS = temp; NO_CALI_TYPE = NO_FULL_CALIBRATION;
}
coefficient［0］ = （unsigned char）（ temp%256 ）;
coefficient［1］ = （unsigned char）（ （temp/256）%256 ）;
coefficient［2］ = （unsigned char）（ （temp/65536）%256 ）;
}
else if（ FULL_CALIBRATION == command［3］ ）
{
temp = （unsigned long int）（coefficient［0］） + （unsigned long int）（coefficient［1］）*256
+ （unsigned long int）（coefficient［2］）*65536;
write_AD7705_byte（ WR_OFFSET_REG ）;
write_AD7705_dword（ temp ）;
write_AD7705_byte（ WR_SETUP_REG ）;
write_AD7705_byte（ text_of_setup［cali_scale-1］ | SYS_FULL_CALI ）;
//等待校準完成
start_timer0（）;
while（ time_count 《 time_sys_cali ）;
stop_timer0（）;
while（ AD_DRDY ）;//
//讀FULL寄存器
write_AD7705_byte（ RD_FULL_REG ）;
temp = read_AD7705_dword（）;
if（ cali_scale == scale ）
{
GS = temp;
NO_CALI_TYPE = ALREADY_CALIBRATION;
}
coefficient［3］ = （unsigned char）（ temp%256 ）;
coefficient［4］ = （unsigned char）（ （temp/256）%256 ）;
coefficient［5］ = （unsigned char）（ （temp/65536）%256 ）;
}
else
{
AD_CS1;
_delay_us（5）;
return;
}
AD_CS1;
_delay_us（5）;
crcvalue = checksum（&coefficient［0］，6）;
coefficient［6］ = （unsigned char）（crcvalue%256）;//
coefficient［7］ = （unsigned char）（crcvalue/256）;
eeprom_busy_wait（）;
eeprom_write_block（ &coefficient［0］， （void*）（ADDR_EEPROM_1+（cali_scale-1）*10）， 8 ）;
eeprom_busy_wait（）;
eeprom_write_block（ &coefficient［0］， （void*）（ADDR_EEPROM_2+（cali_scale-1）*10）， 8 ）;
eeprom_busy_wait（）;
eeprom_write_block（ &coefficient［0］， （void*）（ADDR_EEPROM_3+（cali_scale-1）*10）， 8 ）;
Txout（ &coefficient［0］ ）;//輸出校準數(shù)據(jù)給上位機
return;
}
//
void start_AD7705（void）
{
reset_AD7705（）;
//寫OFFSET寄存器
write_AD7705_byte（ WR_OFFSET_REG ）;
write_AD7705_dword（ ZS ）;
//寫滿量程校準寄存器
write_AD7705_byte（ WR_FULL_REG ）;
write_AD7705_dword（ GS ）;
//CLOCK寄存器設置，無分頻，50HZ輸出更新速率
write_AD7705_byte（ WR_CLOCK_REG ）;
write_AD7705_byte（ CLOCK_REG_SET ）;
//寫設置寄存器
write_AD7705_byte（ WR_SETUP_REG ）;
write_AD7705_byte（ text_of_setup［scale-1］ ）;
start_timer0（）;
while（ time_count 《 time_read_data ）;
stop_timer0（）;
}
工商網(wǎng)監(jiān)
評論