[参考译文] ADS131E04：Arduino 读取寄存器和数据时出现问题

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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/932244/ads131e04-problems-reading-the-registers-and-the-data-by-an-arduino-due

器件型号：ADS131E04
主题中讨论的其他器件： ADS131E08EVM-PDK

大家好、

我想通过 SPI 阅读具有 Arduino 的 ADS131E04。遗憾的是、我以前没有什么经验、这是我第一个使用 SPI 通信的项目。

SPI 的电压电平为3.3V、应与 ADC 配合使用。我将 SPI 通信的时钟速率设置为4MHz。 SPI 模式为1 (CPOL = 0、CPHA = 1)、我已设置"MSB 优先"。

您可以在下面看到我的代码。如果我读出、例如循环中的 ID 寄存器、答案始终为0x00。我也已经逐个读取了所有寄存器。所有这些都返回值0x00。我还记录了与逻辑分析仪的通信。 Arduino 正确发送命令。我认为时机也合适。到目前为止、信号在示波器上看起来良好。电压电平和时序良好。

如果我连续读出采样数据、我还会返回稳定度更高或更低的测量值。下面是使用逻辑分析仪测量的数据和记录的示例。转换为电压可能不正确、因为我尚未考虑计算中的符号。我很高兴收到有关这方面的提示。

对我来说、结论是 SPI 通信通常起作用、而 ADC 也能够发送 Arduino 理解的数据。遗憾的是、ADC 不理解我发送它的命令、否则它将正确输出寄存器值。因此、我认为写入寄存器将不起作用。我已经与同事检查了几次接线、至今未发现任何错误。我怀疑 ADC 的初始化可能尚未达到最佳状态、如果有人能在这里为我提供帮助、我会很高兴。我遵循了数据表中的过程(第59页、图53)。我测量的电压 VCAP1约为1.2V。 nDRDY 信号与 fclk/64的切换也可见。

您对我还可以查找的内容有什么提示吗？或者您在我的代码中发现了错误吗？

提前感谢您！

曼迪

以下是头文件：

#define NUM_REGISTERS ((uint8_t) 21)// 12个寄存器可读且可写(00h 至0Ch 和12h 至14h)->在逐个读取所有寄存器时、不能跳过地址0Dh 至11h (数据表)。 PP 38)
#define Nch ((int) 4) // ADC：通道数

//寄存器地址
#define ID_REG_ADD ((uint8_t) 0x00)
#define CONFIG1_REG_ADD ((uint8_t) 0x01)
#define CONFIG2_REG_ADD ((uint8_t) 0x02)
#define CONFIG3_REG_ADD ((uint8_t) 0x03)
#define FAULT_REG_ADD ((uint8_t) 0x04)
#define CH1SET_REG_ADD ((uint8_t) 0x05)
#define CH2SET_REG_ADD ((uint8_t) 0x06)
#define CH3SET_REG_ADD ((uint8_t) 0x07)
#define CH4SET_REG_ADD (((uint8_t) 0x08)
#define FAULT_STATP_REG_ADD (((uint8_t) 0x12)
#define FAULT_STATn_REG_ADD (((uint8_t) 0x13)
#define GPIO_REG_ADD ((uint8_t) 0x14)

//寄存器默认值
#define ID_DEFAULT ((uint8_t) 0x00)//未知，只读
#define CONFIG1_DEFAULT ((uint8_t) 0x91)
#define CONFIG2_DEFAULT ((uint8_t) 0xE0)
#define CONFIG3_DEFAULT ((uint8_t) 0x40)
#define FAULT_DEFAULT ((uint8_t) 0x00)
#define CHnSET_DEFAULT ((uint8_t) 0x10)
#define CHnPWDN (((uint8_t) 0x90)
#define FAULT_STATP_DEFAULT ((uint8_t) 0x00)//只读
#define FAULT_STATn_DEFAULT (((uint8_t) 0x00)//只读
#define GPIO_DEFAULT ((uint8_t) 0x0F)
#define GPIO_OUTPUT ((uint8_t) 0x00)

// SPI 控制命令(ADC 数据表、第35页)
#define WAKEUP 0x02 //从待机模式唤醒
#define STANDBY 0x04 //进入待机模式
#define RESET 0x06 //重置器件
#define START 0x08 //开始或重新启动(同步)转换
#define 停止 0x0A //停止转换
#define OFFSETCAL 0x1A //通道偏移校准
#define RDATAC 0x10 //启用读取日期连续模式
#define SDATAC 0x11 //停止读取数据连续模式
#define RDATA 0x12 //通过命令
#define WREG 读取数据 0x40 //写入寄存
器#define RREG 0x20 //读取寄存

器//常数
#define max_23bit 8388607
#define max_15bit 32767
#define max_8bit 255
#define UREF_mV 2400
#define byte_status ((int) 3)
#define byte_data ((int) 2)


typedef 结构｛
uint8_t Begin1100：4；
uint8_t FAULT_STATP：8；
uint8_t FAULT_STATN：8；
uint8_t GPIO：4；
｝statusWord_t；

//函数原型
void initialize_pins (void)；
void startADC (void)；
void writeSingleRegister (uint8_t address、uint8_t data)；
字节 readSingleRegister (uint8_t address)；
void readAllRegisters ()；
void readADC (byte status_reg[]、byte data[Nch][byte_data])；
float calcVoltage_mV (uint32_t ADCvalue)；
float calcTestVoltage_mV (uint32_t value)；
statusWord_t writeStatusWord (uint32_t ADC_status)；

#define PRINTBIN (Num) for (uint32_t =(1UL<<(sizeof (Num)*8)-1)；t；t；t >=1) Serial.write (Num & t？ '1'：'0')；//打印一个带前导零的二进制数(自动处理)

这是主文件：

#include "TimeLib.h"
#include 
#include "ADS131E04.h"


无符号长整型；

//引脚
#define ADC_NCS_Pin 10
#define ADC_MasterClk_Select_Pin 11
#define ADC_nDRDY_Pin 12 //低电平有效
#define ADC_Start_Pin 7
#define ADC_nPWDN_Pin 9 //低电平有效
#define ADC_nSysReset_Pin 8 //低电平有效

// SPI
#define SPI_CLOCK_DIV ((int) 21)

//输出模式
布尔值 RDATA_MODE = true； //true - RDATA；false - RDATAC
布尔 CAPTURE_DATA_MODE = false；// true -读取 ADC；false -读取环路

中的寄存器#define pinport PIOB
#define pinmask (1<<25)// Arduino 引脚2是端口 B 引脚25 (请参阅 www.robgray.com/.../Due-pinout-WEB.png)

//串行输出标志
布尔打印_STATUS_WORD = true；
布尔打印数据= true；布尔数据= true；


// times
const int t_StartADC_us = 25； // 25 µs
const int t_measure_us = 1000000；// 100ms
const int t_delay_SPI_5_us = 5； // 5 µs
const int t_delay_spi_2_us = 2； // 2 µs

字节 ADC_Values_Nch[Nch][byte_data]； //每个通道
的3字节(24位)字节 RESPONSE_STATUS[BYTE_STATUS]； // 3状态寄存器
StatusWord_t StatusWord；
Int32_t ADC_TOTAL = 0；
UINT32_t ADC_STATUS=0；
int Test_VOLTAGE_LOW_78； // 0...255 -> 0...3、3V (78 =大约 1.0V)
int Test_voltage_high=150； // 0...255 -> 0...3、3V (50 =大约 1.5V)

//========================================================================
void setup(){
//将您的安装代码放在此处，运行一次：
Serial.begin(9600);

Serial.println ("=================================================================== ")；
Serial.println (")；
Serial.println ("初始化引脚")；

initialize_pins ()；


//启动 SPI 库：
serial.println ("启动 SPI")；


SPI.begin(ADC_nCS_Pin);
SPI.setClockDivider(ADC_nCS_Pin,SPI_CLOCK_DIV);
SPI.setBitOrder(ADC_nCS_Pin,MSBFIRST); //最高有效位优先
SPI.setDataMode(ADC_nCS_Pin,SPI_MODE1); // SPI_MODE1 -时钟极性(CPOL)：0 -时钟相位(CPHA)：1 -输出边沿：上升-数据捕获：下降

startADC ()；

writeSingleRegister (CONFIG3_REG_ADD、0b11000000)；//使用内部基准缓冲器、Vref=2.4V
writeSingleRegister (config1_REG_ADD、0b10010100)；//数据速率= 24位、4kSPS (数据表、第41页)-> 1001 writeSingleRegister
(config1_REG_PW2)



；writeCHnCH0100 (默认设置)；nCHING_PW2AD_CC0100 (nCH_CH_CONFIG0_AD_CONFIGN)；
writeSingleRegister (GPIO_REG_ADD、GPIO_OUTPUT)；

//开始测试信号
Serial.println ("开始测试信号")；
analogWrite (DAC0、Test_VOLTGE_LOW)；
analogWrite (DAC1、Test_VOLTAGE)；

if (RDATA_MODE=false)｛
digitalWrite (ADC_NCS_Pin、low)；//启用器件
SPI.transfer (ADC_NCS_Pin、RDATAC)；
digitalWrite (ADC_NCS_Pin、HIGH)；//禁用器
件｝


void loop()｛
if (capture_data_mode=false)｛
Serial.print ("寄存器 ID reg：")；
Serial.println (readSingleRegister (ID_REG_ADD)、hex)；
//readAllRegisters ()；
｝
else｛
时间=微秒()；
if ((time %(t_measure_us))>= t_StartADC_us)｛//开始读取 ADC
serial.println ("开始转换")；
digitalWrite (ADC_Start_Pin、HIGH)；//开始转换

readADC (RESPONSE_STATUS、ADC_VALUES)；


digitalWrite (ADC_NCS_Pin、HIGH)；//启用器件

digitalWrite (ADC_Start_Pin、low)；//停止转换


//打印状态字
if (print_status_word)｛
serial.print ("状态寄存器：")；
对于(int i=0；i "="" ");="" }="" adc_status="0;" |="(response_status[0])<" statusword="writeStatusWord(ADC_status);" statusword:="" -="" begin=");
              Serial.print(StatusWord.Begin1100,BIN);
              Serial.print(" fault_statp=");
              Serial.print(StatusWord.FAULT_STATP,BIN);
              Serial.print(" fault_statn=");
              Serial.print(StatusWord.FAULT_STATN,BIN);
              Serial.print(" gpio=");
              Serial.print(StatusWord.GPIO,BIN);

              Serial.println();
          }

          if (print_data){
            // print channel data
            for (int i=0; i<<<",="" voltage:="" serial.print(calcvoltage_mv(adc_total),1);="" serial.println();="" test_voltage="random(0,255);" analogwrite(dac0,test_voltage);="" serial.print("test="" serial.println(calctestvoltage_mv(test_voltage),1);="" delaymicroseconds(20);="" void="" initialize_pins(void){="" initialize="" the="" data="" ready="" and="" chip="" select="" pins:="" pinmode(adc_ndrdy_pin,="" input);="" pinmode(adc_ncs_pin,="" output);="" pinmode(adc_start_pin,="" pinmode(adc_npwdn_pin,="" pinmode(adc_nsysreset_pin,="" digitalwrite(adc_nsysreset_pin,low);="" digitalwrite(adc_ncs_pin,high);="" disable="" device="" startadc(void){="" digitalwrite(adc_start_pin,high);="" delaymicroseconds(10);="" digitalwrite(adc_npwdn_pin,high);="" power="" down="" disabled="" delaymicroseconds(1);="" digitalwrite(adc_nsysreset_pin,high);="" system="" reset="" delay(150);="" spi.transfer(adc_ncs_pin,wakeup);="" delay(1);="" spi.transfer(adc_ncs_pin,sdatac);="" digitalwrite(adc_ncs_pin,low);="" enable="" digitalwrite(adc_start_pin,low);="" spi.transfer(adc_ncs_pin,reset);="" delaymicroseconds(5);="" spi.transfer(adc_ncs_pin,stop);="" delay(10);="" writesingleregister(uint8_t="" address,="" uint8_t="" data){="" spi.transfer(adc_ncs_pin,wreg|address,spi_continue);="" delaymicroseconds(t_delay_spi_5_us);="" spi.transfer(adc_ncs_pin,0x00,spi_continue);="" delaymicroseconds(t_delay_spi_2_us);="" spi.transfer(adc_ncs_pin,data);="" byte="" readsingleregister(uint8_t="" address){="" value;="" spi.transfer(adc_ncs_pin,rreg|address,spi_continue);="" value="(byte)" spi.transfer(adc_ncs_pin,0);="" return="" readallregisters(){="" val[num_registers];="" spi.transfer(adc_ncs_pin,rreg|0x00,spi_continue);="" spi.transfer(adc_ncs_pin,0x14,spi_continue);="" for="" (int="" i="0;i" val[i]="(byte)" spi.transfer(adc_ncs_pin,0,spi_continue);="" serial.print("register="" serial.print(i);="" serial.print(":="" serial.println(val[i],hex);="" readadc(byte="" status_reg[],="" data[nch][byte_data]){="" while="" (digitalread(adc_ndrdy_pin))="" {="" wait="" until="" ndrdy="" is="" 0="" to="" read="" (rdata_mode="=true){" spi.transfer(adc_ncs_pin,rdata,spi_continue);="" status="" word="" i

5 年多前

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2391115 points

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曼迪

我看不到在您对 ADS131E04的通信写入中有什么特别的错误。 20h 00h 00h 的命令本来应该能够读取 ID 寄存器。

我猜是 Arduino Due 的 MOSI 与 ADS131E04的 DIN 引脚之间的某处连接不良。我会使用一些细针探头、测量从 Arduino 到 ADS131E04 DIN 引脚的电阻。您无需检查 SCLK 或 DOUT、因为您似乎已经能够从器件中获取一些内容。我还会检查 ADS131E04电路板的 DIN 焊料连接是否不良。

我注意到您可以看到/DRDY 引脚输出、ADC 速率似乎是默认设置的32kSPS 速率。这是您已经显示的逻辑分析仪输出：

我要注意的是、您对数据的计时速度有点慢。当您从器件中读取数据并且/DRDY 变为低电平时、您需要在下一个 ADC 数据输出之前读取所有通道。否则、新数据将立即放入 DOUT、从而中断读取。通常、我会说您应该发出 SDATAC 命令来停止数据更新 DOUT、并使用 RDATA 命令来读取数据。但是、您目前无法向器件发送命令。

我有一个意见是、我对代码的审核并不是很好。但是、我不认为这是编码问题-您已经可以看到用于 MOSI 的 Arduino 输出的正确输出。

吴约瑟

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2391115 points

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Joseph、

感谢你的帮助！

[引用用户="Joseph Wu"]

[/报价]

我刚刚测量了 ADC 的 DIN (引脚34)和 Arduino 的 MOSI 引脚之间的电阻-它为1.1欧姆。我没有专业的设置、正如您在照片上看到的那样。另一方面、通信工作正常、因此我认为电缆长度不应成为问题。由于存在寄生电容、信号边沿的上升与电子函数相对应。然而、在 SCKL 下降沿时、当 DIN 信号被接管时、相应的信号电平已经达到。

[引用用户="Joseph Wu"]

我注意到您可以看到/DRDY 引脚输出、ADC 速率似乎是默认设置的32kSPS 速率。

[/报价]

是的、你是对的。我也注意到了这一点。从这个结论中、他也不理解我写寄存器的命令。

我从您那里收到了两个 ADC 样本、并将它们焊接到 TQFP 封装的测试 PCB 上。对于这两个芯片、同样的问题是在读取寄存器时只返回0x00。因此、我认为我的代码中毕竟可能有一个错误。 ADC 的初始化是否正确？我还可以在这里测试什么吗？

我还查看了演示套件 ADS131E08EVM-PDK 的代码。不幸的是、代码很难读取、因此我无法使用它来检查我的程序。

此致、

曼迪

编辑：

我现在再次使用示波器进行测量、它突然工作了！我可以读取 ID 寄存器。我怀疑 DIN 引脚确实未正确接触。在电阻测量过程中按下测量尖端、我可能会将其弯曲、以便现在连接。图片显示了使用示波器进行的测量。通道1至4是
- NCS
－MISO
－MOSI
- SCLK

另一个问题：您是否有一个代码示例、说明我如何根据记录的数据计算有符号电压？谢谢！

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2391115 points

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曼迪

我很高兴您能够让器件响应 DIN。根据您描述的内容、似乎主要问题是不良的 DIN 连接。

至于用于转换数据的代码示例、我不知道具体情况(正如我之前提到的、我最好查看代码)。不过、我确实使用 Excel 进行了大量电压转换、这是我通常的工作方式、首先是 ADC 输出数据(我在这里将其称为 ADCcode)。

首先将二进制补码转换为十进制：
ADC 输出=if (HEX2DEC (ADCcode)<2^23、HEX2DEC (ADCcode)、HEX2DEC (ADCcode)-2^24)

然后将十进制转换为输入电压：
输入电压=(ADCcode/2^23)*(VREF/增益)

吴约瑟

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] ADS131E04：Arduino 读取寄存器和数据时出现问题