[参考译文] ADS1220：特定时钟的数据转换

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Other Parts Discussed in Thread: MSP430FR4133, XTR117, ADS1220, ADS1247, ADS124S06

请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/625179/ads1220-data-conversion-at-specific-timings

部件号：ADS1220
主题中讨论的其他部件：MSP430FR4133， XTR117，，ADS1247， ADS124S06

您好，TI：

这是我在这个论坛上的第一个职位。我已经成功设计了流量计电子仪器(使用MSP430FR4133)，用于在双线自定义段LCD (4-Mux)上显示实时流速和累计总流量。它是安装在仪表上的装置，其输入通过涡轮流量计作为磁性正弦分离和簧片开关。具有2线4/20mA脉冲输出，4-20mA模拟输出(XTR117)回路供电以及电池供电(在没有回路电源时仅使用40µA Ω)。这一切都是因为您出色的参考设计。我们对此非常感谢。

现在我要设计电磁流量计指示器。在此中，将使用脉冲直流激励(恒流)方法激发线圈。当导电液体通过线路时，由于线圈产生的交替磁场，电极处会产生电压。在无流动或湍流的情况下，电极之间的差分电压几乎为零。

我计划使用ADS1220 ADC转换器IC通过不锈钢电极收集差分电压样品。

对于噪声抑制，脉冲直流激励的频率将是交流线路频率(印度为50 Hz)的倍数。对于我们大多数常用的流量计线路尺寸，6.25Hz应是合适的激励频率。

以下是线圈的脉冲直流激励图像(由同一微控制器(MSP430FR4133，也是ADS1220的主控器)生成的时钟)。在下图中以蓝色卵形突出显示的实例中，需要采集电极信号的样本。

我将同时使用 50 Hz和60 Hz的拒绝FIR过滤器配置。

关于ADS1220 ADC的问题是，我应该如何配置ADS1220？

1.我应该使用单影像模式还是连续转换模式？

2.数据速率应是多少？

3.还是采用20SPS数据速率的单次激发模式？这是否有效？

如果TI也能提供电磁流量计的参考设计，这将非常有用。：(

此致，

哈里什

8 年多前

0 admin 8 年多前

TI__Guru**** 2394305 points

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您好，Harish，

欢迎参加论坛！与电源，启动和设置有关的注意事项有几个。您还希望测量窗口中的结果保持一致。您可以在20sps时使用单次激发模式，但问题在于对正时有信心，并且在开始测量时输入已充分稳定。

我会使用更快的数据速率，捕获多个读数并计算结果的平均值。通过这种方法，您可以在捕获数据时对其进行分析，以确保结果已稳定下来，并且不受稳定的影响。我还会使用连续转换模式，并使用powerdown命令结束每个测量周期以节省电量。测量周期的转换可通过启动/同步命令开始。无论您使用单次激发模式还是连续模式，以及您选择的数据速率都取决于您对测量本身的信心程度。如果您发现单次激发模式下的20sps也包括一些模拟稳定，则您尝试调整计时，但这不是决定性的，因为没有足够的数据进行验证。这就是为什么我建议多读数。

为了保持一致性，我会使用定时器中断来启动每个周期，并设置额外的定时器来触发各种其他事件，包括发送启动/同步命令和每个1/2周期的断电。

此致，

Bob B

0 admin 8 年多前

TI__Guru**** 2394305 points

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Bob，您好！

感谢您的快速响应。

[引述用户="Bob Benjamen"]

如果您发现单次激发模式下的20sps也包括一些模拟稳定，则您尝试调整计时，但这不是决定性的，因为没有足够的数据进行验证。

[/QUOT]我将使用安装在同一线路中的涡轮流量计作为流速参考。

电极 µVolts的信号对200µVolts μ S/mps的灵敏度一般为150 μ S/mps。 (MP是以米/秒为单位的流速)。因此，在电极产生的0.5 m /秒到15 m /秒的范围内，差分信号通常位于80µVolt μ V到5mV之间。电子设备将由交流电源供电(100V至260V，50Hz)。此电极的信号非常弱，极易受到交流电源线频率产生的噪音的影响。

这就是为什么我考虑使用ADS1220的50Hz抑制滤波器设置的原因。但是，根据数据表，如果使用50Hz抑制，则不能超过20SPS。

如果我使用5Hz双相脉冲直流激励线圈，那么在任何方向都可以准时获得100ms。然后在线圈激励脉冲上升边缘50ms后发送启动命令(使用20SPS，50Hz抑制和某些PGA增益~16)并获取其他样本的平均值。这是否有效？

虽然我也会尝试提高数据速率。

因为我将在设备中使用内置的SMPS供电，所以花费几毫安不会影响我。

另一个问题是，在仅使用ADS1220的单极模拟电源时，是否也可以测量负极采样？

此致，

哈里什

0 admin 8 年多前

TI__Guru**** 2394305 points

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您好，Harish，

您当然可以尝试按您描述的方式进行测量，然后将结果与涡轮流量计进行比较。

只要符合共模输入范围要求，您就可以使用单极电源测量差分信号。如果相对于 AGND的输入(AINN或AINP)低于AGND，则ADS1220需要双极电源。

此致，

Bob B

0 admin 8 年多前

TI__Guru**** 2394305 points

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Bob，您好！

ADS1220的任意引脚是否可以取出内部参考电压？我需要它作为我正在使用的仪表放大器的参考。

AD8220ARMZ的引脚描述说，

可以通过以下方式选择增益：

下面给出了使用AD8220ARMZ的配置(增益通常在10到20之间)。 J2连接电极的原始信号。

由于添加精密的低温漂移并联电压参考将增加我的项目的成本。

如果无法将内部参考电压2.048V输出到ADS1220的任何引脚上，您是否可以推荐一款具有相同用途的替代JFET仪表放大器(低成本)？如果是，具有组件值的电路将会更有帮助。

谢谢，此致，

哈里什

0 admin 8 年多前

TI__Guru**** 2394305 points

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您好，Harish，

遗憾的是，ADS1220设计不允许从器件中得出内部参考。我们还有其它具有参考输出功能的ADC，如ADS1247 (类似于ADS1220) 或ADS124S06。对于INA，参考电平用于将输出转换到ADC所需的输入范围。这应该是一个低噪声源，因为此电压将直接进入ADC。我确信TI有一个等效的INA器件，但不幸的是，我不熟悉INA产品组合。您可以在"精密放大器"下的"放大器论坛"上提出类似请求。

此致，

Bob B

0 admin 8 年多前

TI__Guru**** 2394305 points

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Bob，您好！

我正在尝试使用您提供的库与ADS1220进行通信，并对MSP430FR4133进行了一些修改。

MSP430FR4133 ADS1220

1.1 味增(DOUT)

WFP 1.0 >>--------------- MOSI (DIN)

WFP 1.2 >>--------------- SCLK

1.4 INT (DRDY)(内部(DRDY))

WFP 1.3 >>--------------- CS

当我将增益写入ADS1220的配置寄存器时，从该寄存器读回来会返回正确的值。这意味着ADS1220的配置很好。

但是当我尝试将AINP上的ADC值读为AIN0，将AINN读为AVSS时，它只是给了我0xFFFFFFFF。遗憾的是，我只有双通道范围，因此无法同时监控所有引脚。我曾尝试读取各种配置中的ADC值，但没有运气。

//main.c文件

#include <msp430fr4133.h>
#include "lcdLib.h"
#include "ADS1220.h"

//全局变量
float Vol=f; 1.2.3456万
char buffer[15]；
char dFlag =0，intr=9；

void initGpio(void);
void Init_Clock(void);
void ConfigTimer(void);
void SPIinit(void);
void Init_startup (void);


void main(void){

带符号的long tData=0;

WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD；//停止看门狗
delay_ms(10)；//加电稳定的延迟
init_startup ();
ADS1220SendResetCommand()；
ADS1220Init();//初始化SPI端口引脚和控制
ADS1220Config();//为ADS1x20器件设置基本配置
ADS1220SetGain (ADS1220_Gain_32)；
lcdInit();//初始化LCD

同时(1)
{

IF (dFlag=1)//如果有新数据可用
{
lcdClear()；
tData = ADS1220ReadData()；//从ADS1220
ADS1220SendShutdownCommand()获取数据；
dFlag=0；
Volt =(tData/2^23)*Vol; 2.048
}
ftoa(Volt，buffer, 3)；
lcdSetText;

INTR=ADS1220GetGain()；
lcdSetInt(intr,14,1);


}
}
void initGpio(void)
{
P1DIR = 0xFF；
P2DIR = 0xFF；P3DIR = 0xFF；P4DIR = 0xFF；
P5DIR = 0xFF； P6DIR = 0xFF；P7DIR = 0xFF；P8DIR = 0xFF；
P1REN = 0xFF；
P2REN = 0xFF； P3REN = 0xFF；P4REN = 0xFF；
P5REN = 0xFF；P6REN = 0xFF；P7REN = 0xFF； P8REN = 0xFF；
P1OUT = 0x00；
P2OUT = 0x00；P3OUT = 0x00；P4OUT = 0x00；
P5OUT = 0x00；P6OUT = 0x00；P7OUT = 0x00；P8OUT = 0x00；
//禁用GPIO开机默认高阻抗模式
//以激活先前配置的端口设置
PM5CTL0 &=~LOCPM5；
}
Void ConfigTimer(void){

TA0CCTL0 |= CCIE； //已启用TACR0中断
TA0CCR0 = 3276； //=3.2767万/75，适用于75Hz
TA0CTL = tassel__ACLK | MC__UP； // SMCLK，UP模式
}

void Init_Clock(void)
{
P4SEL0|= BIT1| BIT2; //将XT1引脚设置为第二个函数

DO
{
CSCTL7 &=~(XT1OFFG | DCOFFG)； //清除XT1和DCO故障标志
SFRIFG1 &=~OFIFG;
} While (SFRIFG1 & OFIFG); //测试振荡器故障标志

__bis_sr_register (SCG0)； //禁用FLL
CSCTL3 |= SELREF__XT1CLK； //将XT1CLK设置为FLL参考源
CSCTL0 = 0； //清除DCO和MOD寄存器
CSCTL1 &=~(DCORSEL_7)； //首先清除DCO频率选择位
CSCTL1 |= DCORSEL_3; //设置DCO = 8MHz
CSCTL2 = FLLD_0 + 243； // DCODIV = 8MHz
__DELAY周期(3)；
__BIC_SR_REGISTER (SCG0)； //启用FLL
while (CSCTL7和(FLLUNLOCK0 | FLLUNLOCK1))；//轮询，直到FLL锁定

CSCTL4 = SELMS__DCOCLKDIV | LAST__XT1CLK;//将默认的REFO(~3.2768万Hz)设置为ACLK源，ACLK =3.2768万Hz
//默认DCODIV为MCLK和SMCLK源

PM5CTL0 &=~LOCKLPM2； //禁用GPIO开机默认高阻抗模式
//要激活先前配置的端口设置
，}//
将USCI SPI外围设备设置为使用A0
void SPIinit(void)
{
UCA0CTLW0|= UCSWRST; //**将状态机置于RESET*
UCA0CTLW0 |= UCMST | UCSYNC | UCMSB；// SPI主控，同步
UCA0CTLW0 |= UCSSEL_2 | UCSWRST；//使用SMCLK设置比特率时钟，并保持复位
UCA0BR0 =4；// SMCLK/4 = SCL0；
CA0
= ULW; CA0 //无调制
UCA0CTLW0 &=~UCSWRST;//释放外设以使用
}

void Init_startup (void)
{
__disable_interrupt (); //禁用全局中断

initGpio(); //初始化端口(执行第一个端口，因为时钟会更改端口)
//SetVCore(3)； // USB核心要求将VCORE设置为1.8 volt，取决于CPU时钟频率
init_Clock();
ConfigTimer();
SPIinit()；

__enable_interrupit()； //启用全局中断
}

#pragma vector = Port1_vector
__interrupt void Port_1(void)
{

SWITCH(__sene_in_range(P1IV,16))
{
案例0：中断；
案例10：
dFlag=1；
中断；
默认：中断；
}}//end


of main.c.

//在ADS1220.c.中所做的更改

。void ADS1220Init(void)
{

P1SEL0|= ADS1220_DIN | ADS1220_DOUT | ADS1220_SCLK；//设置为辅助功能
P1SEL0 &=~(GPIO 1220_DRDY| ADS1220_CS)；//设置为ADS1220_ADS1220_UST)；1220；

//定义初始状态
P1CS_1220= // CS实际上不是CS，因此应禁用高

//定义输入
P1DIR &=~(ASD1220_DRDY)；// DRDY是微P1IES
的输入|= ADS1220_DRDY；//并应用作检索数据的中断
//定义输出
P1DIR |= ADS1220_CS；

返回

；}

// ADS1220初始配置
void ADS1220Config(void)
{
Unsigned Temp;

ADS1220ReadRegister (ASD1220_0_register，0x01，&Temp);//

清除prev值；
Temp &=0x0F;
Temp |= ADS1220_MUX_0_G;//输入多路复用器配置：1000：AINP = AIN0，AINN = AV0; ADS1220_AV0;

写入
寄存器中包含新值的ADS1220_ADS1220= AD_ADS1220;1220 AD_ADS1220;</s>1220

ADS1220ReadRegister (ADS1220_1_REGISTER，0x01， &Temp)；

//清除prev数据速率代码；
Temp &= 0x1f；
Temp |=(ADS1220_DR_600 + ADS1220_CC)；//将默认启动模式设置为600sps和连续转换
// Temp ||(ADS1220_DR_600)；
// Temp &=~(ADS1220_CC)； //将默认启动模式设置为20sps和单触发转换
//将包含新值的寄存器值写回ADS
ADS1220WriteRegister (ADS1220_1_register，0x01，&Temp);


}
/*轮询函数*/
int ADS1220WaitForDataReady(int Timeout)
{
IF (超时>0)
{//
等待/DRDY =1
While (!(P1IN & ADS1220_DRDY)&&(Timeout-->=0);//

等待/DRDY =0
while (P1IN & ADS1220_DRDY)

和ADS1220_DRDY)超时<-0)
//ADS1220_timeout_warning；
}
else
{//
wait for /DRDY =1
while (!(P1IN & ADS1220_DRDY))
；
// wait for /DRDY =0
while (P1IN & ADS1220_DRDY))
；
}
return ADS1220_no_error；


ADS1220AssertCS(


~ fint =



//在ADS1220.h中所做的更改 

// WFP 1.3
#define ADS1220_CS 	BIT3
// WFP 1.0
#define ADS1220_DIN 	BIT0
// WFP 1.1
#define ADS1220_DOUT	BIT1
// WFP 1.4
#define ADS1220_DRDY	BIT4
// WFP 1.2
#define ADS1220_SCLK	BIT2

e2e.ti.com/.../lcdLib.c

e2e.ti.com/.../lcdLib.h

我正在使用的ADS1220分线板布局。

我真的很喜欢这个。

谢谢，此致，

哈里什

0 admin 8 年多前

TI__Guru**** 2394305 points

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您好，Harish，

是否确定中断在DRDY上正常工作？我问，因为我看不到您给出启动/同步命令的任何地方。您发出我认为是powerdown命令(ADS1220SendShutdownCommand())，要开始转换，您需要使用start/sync命令来开始新的转换(如果在单触发模式下 )，在连续模式下开始初始转换，或者在任何时候(如果在断电模式下)开始新的转换。

此致，

Bob B

0 admin 8 年多前

TI__Guru**** 2394305 points

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Bob，您好！

[引述用户="Bob Benjamen"]

您发出我认为是powerdown命令(ADS1220SendShutdownCommand())，要开始转换，您需要使用start/sync命令来开始新的转换(如果在单触发模式下 )，在连续模式下开始初始转换，或者在任何时候(如果在断电模式下)开始新的转换。

[/引述]

感谢您的指出。我尝试过以下方法，但这次也没有运气。 (600SPS，连续转换)

//main.c文件

#include <msp430fr4133.h>
#include "lcdLib.h"
#include "ADS1220.h"

//全局变量
float Vol=f; 1.2.3456万
char buffer[15]；
char dFlag =0，intr=9；

void initGpio(void);
void Init_Clock(void);
void ConfigTimer(void);
void SPIinit(void);
void Init_startup (void);


void main(void){

带符号的long tData=0;

WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD；//停止看门狗
delay_ms(10)；//加电稳定的延迟
init_startup ();
ADS1220SendResetCommand()；
ADS1220Init();//初始化SPI端口引脚和控制
ADS1220Config();//为ADS1x20器件设置基本配置
ADS1220SetGain (ADS1220_Gain_32)；
lcdInit();//初始化LCD
ADS1220SendStartCommand();//开始第一个转换

同时(1)
{
IF (dFlag=1)//如果有新数据可用
{
lcdClear()；
tData = ADS1220ReadData()；//从ADS1220
dFlag=0获取数据；
Volt =(tData/2^23)*ADS; 2.048
}
ftoa(Volt，buffer, 3)；
lcdSetText(buffer, 0,0)；

Ginr=12;
lcdSetInt(intr，14,1);


}
}
void initGpio(void)
{
P1DIR = 0xFF；
P2DIR = 0xFF；P3DIR = 0xFF；P4DIR = 0xFF；
P5DIR = 0xFF； P6DIR = 0xFF；P7DIR = 0xFF；P8DIR = 0xFF；
P1REN = 0xFF；
P2REN = 0xFF； P3REN = 0xFF；P4REN = 0xFF；
P5REN = 0xFF；P6REN = 0xFF；P7REN = 0xFF； P8REN = 0xFF；
P1OUT = 0x00；
P2OUT = 0x00；P3OUT = 0x00；P4OUT = 0x00；
P5OUT = 0x00；P6OUT = 0x00；P7OUT = 0x00；P8OUT = 0x00；
//禁用GPIO开机默认高阻抗模式
//以激活先前配置的端口设置
PM5CTL0 &=~LOCPMKL5；
}
Void Init_Clock(void)
{
P4SEL0|= BIT1| BIT2; //将XT1引脚设置为第二个函数

DO
{
CSCTL7 &=~(XT1OFFG | DCOFFG)； //清除XT1和DCO故障标志
SFRIFG1 &=~OFIFG;
} While (SFRIFG1 & OFIFG); //测试振荡器故障标志

__bis_sr_register (SCG0)； //禁用FLL
CSCTL3 |= SELREF__XT1CLK； //将XT1CLK设置为FLL参考源
CSCTL0 = 0； //清除DCO和MOD寄存器
CSCTL1 &=~(DCORSEL_7)； //首先清除DCO频率选择位
CSCTL1 |= DCORSEL_3; //设置DCO = 8MHz
CSCTL2 = FLLD_0 + 243； // DCODIV = 8MHz
__DELAY周期(3)；
__BIC_SR_REGISTER (SCG0)； //启用FLL
while (CSCTL7和(FLLUNLOCK0 | FLLUNLOCK1))；//轮询，直到FLL锁定

CSCTL4 = SELMS__DCOCLKDIV | LAST__XT1CLK;//将默认的REFO(~3.2768万Hz)设置为ACLK源，ACLK =3.2768万Hz
//默认DCODIV为MCLK和SMCLK源

PM5CTL0 &=~LOCKLPM2； //禁用GPIO开机默认高阻抗模式
//要激活先前配置的端口设置
，}//
将USCI SPI外围设备设置为使用A0
void SPIinit(void)
{
UCA0CTLW0|= UCSWRST; //**将状态机置于RESET*
UCA0CTLW0 |= UCMST | UCSYNC | UCMSB；// SPI主控，同步
UCA0CTLW0 |= UCSSEL_2 | UCSWRST；//使用SMCLK设置比特率时钟，并保持复位
UCA0BR0 =4；// SMCLK/4 = SCL0；
CA0
= ULW; CA0 //无调制
UCA0CTLW0 &=~UCSWRST;//释放外设以使用
}

void Init_startup (void)
{
__disable_interrupt (); //禁用全局中断

initGpio(); //初始化端口(执行第一个端口，因为时钟会更改端口)
//SetVCore(3)； // USB核心要求将VCORE设置为1.8 volt，取决于CPU时钟频率
init_Clock();
SPIinit()；

__enable_interrupit()； //启用全局中断
}

#pragma vector = Port1_vector
__interrupt void Port_1(void)
{

SWITCH(__sene_in_range(P1IV,16))
{
案例0：中断；
案例10：
dFlag=1；
中断；
默认：中断；
}}//end


of main.c.

此外，正如您所说，中断根本不起作用，因为dFlag从未设置。

谢谢，此致，

哈里什

0 admin 8 年多前

TI__Guru**** 2394305 points

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您好，Harish，

首先，通过使用范围进行验证，确保DRDY实际上是切换的。如果DRDY正在切换，并且您没有收到中断，则需要验证中断的设置和连接。有时，如果中断已发出，但以前从未服务过，它有助于清除中断。

此致，

Bob B

0 admin 8 年多前

TI__Guru**** 2394305 points

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Bob，您好！

感谢您的持续支持。

未启用DRDY中断。我刚刚启用了DYDY引脚中断并修复了它。现在它正在使用单激发转换，330SPS和增益=1。我用来转换为毫伏的公式是

mVolt =(浮动)(tData/2^23)/2048；

1.但现在的问题是，当我使用某些PGA增益设置时，它不返回正确的值。对于GAIN =16，我使用公式AS，

mVolt =(浮动)(tData/2^23)/128；

main.c文件附在下面。请给出建议。

e2e.ti.com/.../0820.main.c

2.我遇到的另一个问题是，当我使用CCS编译相同的代码时，它会生成大约14KB的代码大小。但当我使用IAR编译时，它只生成5.3Kb大小。链接器是否有任何设置。我正在使用CCS版本6.2。0

谢谢，此致，

哈里什

0 admin 8 年多前

TI__Guru**** 2394305 points

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您好，Harish，

应用增益后，是否确定输入电压在ADS1220的正确共模输入范围内？在进行任何转换之前，您所施加的电压是多少？您得到的输出代码是什么？这将非常有助于了解如何帮助诊断您的问题。

就代码大小而言，这种较大的代码大小通常是由于调试器代码造成的。尝试将配置更改为“释放”。使用Release Build时，您将无法再使用调试器。

此致，

Bob B

数据转换器（参考译文帖）

数据转换器（参考译文帖）(Read Only)

[参考译文] ADS1220：特定时钟的数据转换