[参考译文] ADS8665：无需同步 CS 和 CLK 信号即可在固定周期获取样本

当然！ 我将分享如何使用 STM32 硬件计时器接收固定采样率。 但正如我所说、如果我能以某种方式将这项工作交给 ADS8665、那会很棒。 RVS 引脚上的当前 SPI 输出时钟频率非常高。 如果有任何方法可以减少它并保持数据和时钟同步、那就太棒了。  

您好！

如果您感兴趣、我找到了一种方法、可以使用配置为 SPI 从器件的 STM32 通过 ADS8665 ADC 实现周期性采样率、所有这些都没有 CPU 参与。 在此设置中、尽管 STM32 不是 SPI 主器件、但它基本上控制时序信号、将主器件行为模拟到来自 ADC 的位拆裂数据。 以下是我如何连接所有内容：

我使用 TIM2 为 ADS8665 生成片选 (CS) 信号。 TIM2 不仅控制 CS 线路、还充当 TIM8 的触发源、TIM8 负责生成 SPI 时钟。 每次切换 CS 线路时、ADS8665 从其模拟输入捕获样本。 在 CS 激活后不久、触发 TIM8 以输出具有 16 个脉冲的 50%占空比 PWM、该脉冲用作 SPI 时钟信号。 下面是在 STM32CubeIDE 中配置它的方式：

两个计时器都以 108MHz 运行、通过将该频率除以 2250、可以实现所需的 48kHz 采样率。 在 TIM2 中、通道 1 配置为在 225 个计时器计数后生成 CS 信号。 通道 4 未连接到任何物理输出时、在内部用于触发 TIM8。 其比较值设置为 725、以确保 TIM8 生成的时钟信号与有效 CS 状态中心对齐。 输出触发源配置为 OC4REF。

TIM8 配置为从模式、其触发源设置为 ITR1 并将其链接到 TIM2。 请注意、不同 STM32 型号的触发器映射（如 ITR1）可能会有所不同、因此务必查阅参考手册以验证哪个计时器连接到哪个 ITR 输入。 TIM8 设置为 1 脉冲模式并配置为 16 重复计数器、因此每个触发器正好生成 16 个时钟脉冲。 时钟信号在通道 2 上以 864kHz 的频率输出。 对于 50%占空比、我将 PWM 脉冲宽度设置为 62、这是周期值 (125) 的一半。

在 SPI 端、我将外设配置为仅接收从模式、数据大小为 16 位。 我启用了 DMA 和 NVIC 中断、并将 DMA 设置为具有半满阈值和半字（16 位）数据宽度的循环模式。

有几个要点需要在代码中正确处理。

1 — 您必须在 main.c 中的主计时器 (TIM2) 之前初始化从计时器 (TIM8) 这可确保正确同步并防止过早触发。

int main(void)
{

  /* MPU Configuration--------------------------------------------------------*/
  MPU_Config();

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */
  MX_TIM8_Init();
  MX_TIM2_Init();
  /* USER CODE END SysInit */
  
  //rest of the initialization.....
}

2 — 用于 SPI 数据接收的 DMA 缓冲区必须正确地存储器对齐。 如果未对齐、数据可能会错位 1 个字节、这可能会导致不正确的读取、甚至缓冲区溢出。

// This may not work
struct {
	volatile uint8_t a;
	volatile uint8_t b;

	uint8_t raw_buf[K * 2];
} data_str;

// This does work
struct {
	volatile uint8_t a;
	volatile uint8_t b;

	uint8_t raw_buf[K * 2] __ALIGNED(4);
} data_str;

为确保可靠启动、初始化序列非常重要。 您应该首先开始 SPI DMA 接收、然后启动从计时器 (TIM8)、最后启动主计时器 (TIM2)。 此顺序可确保在信号开始流动之前所有元件都准备就绪。

void addaq_data_init() {
	HAL_SPI_Receive_DMA(&hspi2, data_str.raw_buf, BUF_SIZ_BYTES * 2);
	osDelay(1);
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim8, TIM_CHANNEL_2);
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
}

在正确设置所有内容后、系统可以正常工作、这一点通过在逻辑分析仪上捕获的波形证实。

如果您注意到第一个时钟脉冲出现得太早、这是因为 TIM2（主器件）在 TIM8（从器件）之前启动。 只需反转初始化顺序（在 TIM2 之前启动 TIM8）即可解决此问题。

进行该调整后、我收到了预期的 ADC 值 0x7FE0（对应于 0x7FE = 2046）、从而确认数据正在正确写入原始 DMA 缓冲器。