【STM32H7教程】第93章 STM32H7的SPI总线应用之驱动ADS1256（8通道24bit ADC, 增益可编程）

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第93章       STM32H7的SPI总线应用之驱动ADS1256（8通道24bit ADC, 增益可编程）

本章节为大家讲解8通道24bit ADC芯片驱动实现。

93.1 初学者重要提示

93.2 ADC结构分类

93.3 ADS1256硬件设计

93.4 ADS1256关键知识点整理（重要）

93.5 ADS1256驱动设计

93.6 ADS1256板级支持包（bsp_spi_ads1256）

93.7 ADS1256实际测试效果（10uV抖动）

93.8 ADS1256驱动移植和使用

93.9 实验例程设计框架

93.10 实验例程说明（MDK）

93.11 实验例程说明（IAR）

93.12 总结

93.1 初学者重要提示

1.   ADS1256的模拟部分供电5V，SPI数字接口电平3.3V。
2.   ADS1256的PGA可以编程增益支持： 1、2、4、8、16、32、64。
3.   ADS1256支持自动校准 （当设置了PGA,BUF使能、数据采样率时，会启动自校准)。
4.   ADS1256支持8通道单端ADC采集或者4通道差分采集。
5.   ADS1256支持正负5V差分采集，但不支持负压，使用时要注意。
6.   ADS1256时序操作稍有点特殊，所以本章是采用的模拟SPI控制。
7.   ADS1256数据手册，模块原理图（通用版）和接线图都已经放到本章教程配置例子的Doc文件里。
8.   ADC 的专业术语诠释文档，推荐大家看看：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89414 。
9.   测试时，务必使用外置电源为开发板供电，因为ADS1256需要5V供电电压。板子上插入ADS1256模块时，注意对齐。

93.2 ADC结构分类

这里将六种DAC结构为大家做个普及。注，这些知识翻译自美信和TI的英文技术手册。

 

 

93.2.1 SAR ADC（逐次逼近型）

逐次逼近型ADC通常是中高分辨率的首选架构，采样速率通常低于5Msps。SAR ADC最常见的分辨率范围是8位到20位，并具有低功耗和小尺寸的特点。这种组合使其非常适合各种应用，例如自动测试设备，电池供电的设备，数据采集系统，医疗仪器，电机和过程控制，工业自动化，电信，测试和测量，便携式系统，高速闭环系统和窄带接收器。

93.2.2 Sigma-Delta ADC

Sigma-delta ADC主要用于低速应用中，该应用需要通过过采样来权衡速度和分辨率，然后进行滤波以降低噪声。24位sigma-delta转换器用于自动化测试设备，高精度便携式传感器，医疗和科学仪器以及地震数据采集等应用中。

93.2.3 Integrating ADC

集成ADC提供高分辨率，并且可以提供良好的线路频率和噪声抑制。集成架构提供了一种新颖且直接的方法，可将低带宽模拟信号转换为数字表示形式。这些类型的转换器通常包括用于LCD或LED显示器的内置驱动器，并且在许多便携式仪器应用中都可以找到，包括数字面板表和数字万用表。

93.2.4 FLASH ADC

Flash ADC是将模拟信号转换为数字信号的最快方法。它们适用于需要非常大带宽的应用。然而，闪存转换器功率高，具有相对较低的分辨率，并且可能非常昂贵。这将它们限制在通常无法以其他任何方式解决的高频应用中。示例包括数据采集，卫星通信，雷达处理，示波器和高密度磁盘驱动器。

93.2.5 Pipelined ADC

流水线ADC已成为最受欢迎的ADC体系结构，其采样率从每秒几兆采样（MS / s）到最高100MS / s +，分辨率为8至16位。它们提供的分辨率和采样率，可覆盖各种应用，包括CCD成像，超声医学成像，数字接收器，基站，数字视频（例如HDTV），xDSL，电缆调制解调器和快速以太网。

93.2.6 Two Step ADC

两步ADC也称为子范围转换器，有时也称为多步或half flash（比Flash架构慢）。这是Flash ADC和流水线ADC的交叉点。与Flash ADC相比，可以实现更高的分辨率或更小的裸片尺寸。

93.3 ADS1256硬件设计

这里将开发板上的ADS1256硬件接口，ADS1256模块为大家做个说明。

ADS1256的原理图论坛下载：

http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=97547 。

93.3.1 ADS1256硬件接口

V7板子上ADS1256模块的插座的原理图如下：

 

实际对应开发板的位置如下：

 

为了方便大家更好的理解接线，下面是框图：

 

93.3.2 ADS1256模块

产品规格：

1、 单电源5.0V DC供电，提供正负5V信号采样功能。

2、 MCU接口：SPI。

3、 主ADC芯片：ADS1256  (全新进口原装正品）。

4、 电压基准，之前采用的LM285-2.5，现在采用的REF5025（全新进口原装正品）。

5、 输入电路带分压电阻和R-C滤波，方便客户自己变更增益范围。

6、 芯片内带可编程增益放大器，增益范围：1-64倍。

7、 芯片内部输入带缓冲放大器，可以直接连接传感器。

正面：

 

 

反面：

 

 

接线图：

 

 

93.4 ADS1256关键知识点整理（重要）

驱动ADS1256需要对下面这些知识点有个认识。

93.4.1 ADS1256基础信息

ADS1256是TI公司推出的微功耗、高精度、8通道、 24位△-∑型高性能模数转换器（ADC）。该器件提供高达23比特的无噪声精度、数据速率高达30kSPS（次采样/秒）、0.0010%非线性特性(最大值)以及众多的板上外设（输入模拟多路开关、输入缓冲器、可编程增益放大器和可编程数字滤波器等），可为设计人员带来完整而高分辨率的量测解决方案。

•   24位无数据丢失;
•   高达23比特的无噪声精度;
•   低非线性度: ±0.0010% ;
•   数据采样率可达30kSPS ;
•   采用单周期转换模式;
•   带有模拟多路开关,具有传感器接口（可配置为4路差动输入或8路单极输入） ;
•   带有输入缓冲器( BUF) ;
•   带有串行外设接口( SPI) ;
•   内含低噪声可编程增益放大器( PGA ) ,所有的PGA均具有自校准和系统校准;
  •  PGA= 1时,可提供高达25.3位的有效分辨率;
  •  PGA = 64时,可提供高达22.5位的有效分辨率;
•   模拟输入电压为5V ,数字电压为1.8~3.6V ;
•   正常模式下功耗低至38mW ,备用模式下功耗为0.4mW。

93.4.2 ADS1256常用引脚的作用

ADS1256的封装形式：

 

 

这里把常用的几个引脚做个说明：

•   AVDD

模拟电源供电。

•   AGND

模拟地。

•   VREFN

负参考电压输入。

•   VREFP

正参考电压输入。

•   AINCOM

模拟公共输入。

•   AIN0 – AIN7

模拟输入通道0到通道7

•   SYNC/PDWN

同步，掉电输入。

•   RESET

复位引脚。

•   DVDD

数字电源。

•   DGND

数字地。

•   XTAL1，XTAL2

晶振输入端。

•   CS

片选输入端。

•   DRDY

数据就绪输出信号引脚。

•   DOUT

数据输出。

•   DIN

数据输入。

•   SCLK

时钟引脚。

•   D0,D1,D2,D3

通用GPIO

93.4.3 ADS1256输出电压计算公式

ADS1256的计算公式如下：

 

 

最小单位值是2 * VREF/(PGA * (2^23 − 1))

采用二进制补码表示（其实就是24bit有符号数，我们将转换结果定义为int32_t即可）。

93.4.4 ADS1256时序图

驱动ADS1256主要是两个时序图需要了解，读写时序：

 

 

•   t₁：SPI时钟周期：

外部晶振频率 = 7.68MHz,

              时钟频率 tCLK = 1/7.68M = 0.13uS

              输出数据周期 tDATA =  1 / 30K = 0.033mS  (按30Ksps计算)

       对SPI的时钟速度要求:

              最快 4个tCLK = 0.52uS

              最慢 10个tDATA = 0.3mS (按 30Ksps 计算)

 

 

•   t_2H，t_2L ：脉冲高低电平：

SCL高电平和低电平持续时间最小 200ns。

 

 

数据读取流程：

 

 

•   第1步：ADS1256_SetChannal(g_tADS1256.Channel)切换模拟通道。
•   第2步：发送SYNC同步命令。
•   第3步：唤醒。
•   第4步：读取数据。

这个过程中特别注意读取的是上次转换的数据。

93.4.5 ADS1256的增益和测量范围问题

ADS1256的增益和测量范围关系如下：

 

 

比如增益是1时，测量范围是正负5V，增益是64时，测量范围是正负78.125mV。

93.4.6 ADS1256输入缓冲器

开关输入缓冲器时，影响到的几个参数，大家需要做个了解。

开缓冲的情况下，输入参考值噪声。

 

 

关闭缓冲时的输入参考噪声：

 

 

开缓冲的情况下，有效分辨率：

 

 

关闭缓冲时的有效位数：

 

 

打开缓冲器后的输入阻抗：

 

 

 

关闭缓冲器后的输入阻抗：

 

 

 

93.4.7 ADS1256支持的采样率

ADS1256支持的采样率如下，这里特别注意，因为切换通道和读数据耗时 123微秒, 因此扫描中断模式工作时，最大速率 = DRATE_1000SPS。

 

 

93.4.8 ADS1256的多路选择器，单端和多端输入

ADS1256的8路支持是通过多路选择器实现，8路采样时是选择相应通道进行采样：

 

 

实际应用的的8路单端采样和4路差分采样效果如下：

 

 

93.5 ADS1256驱动设计

ADS1256的程序驱动框架设计如下：

 

有了这个框图，程序设计就比较好理解了。

93.5.1 第1步，ADS1256所涉及到的GPIO配置

这里需要把用到的GPIO时钟、GPIO引脚配置好：

/*
    ADS1256模块    STM32-V7开发板(示波器接口)
      +5V   <------  5.0V      5V供电
      GND   -------  GND       地
      DRDY  ------>  PC6       准备就绪
      CS    <------  PC7       SPI_CS
      DIN   <------  PG10      SPI_MOSI
      DOUT  ------>  PA5       SPI_MISO
      SCLK  <------  PA4       SPI时钟
      GND   -------  GND       地
      PDWN  <------  PB7       掉电控制
      RST   <------  PC3       复位信号
      NC   空脚
      NC   空脚
*/

#ifdef SOFT_SPI        /* 软件SPI */
    /* 定义GPIO端口 */    
    #define SCK_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
    #define SCK_GPIO            GPIOA
    #define SCK_PIN            GPIO_PIN_4
    #define SCK_1()            SCK_GPIO->BSRR = SCK_PIN
    #define SCK_0()            SCK_GPIO->BSRR = ((uint32_t)SCK_PIN << 16U)    

    #define DIN_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE()
    #define DIN_GPIO            GPIOG
    #define DIN_PIN            GPIO_PIN_10
    #define DIN_1()            DIN_GPIO->BSRR = DIN_PIN
    #define DIN_0()            DIN_GPIO->BSRR = ((uint32_t)DIN_PIN << 16U)    

    #define CS_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()
    #define CS_GPIO            GPIOC
    #define CS_PIN            GPIO_PIN_7
    #define CS_1()            CS_GPIO->BSRR = CS_PIN
    #define CS_0()            CS_GPIO->BSRR = ((uint32_t)CS_PIN << 16U)    

    #define DOUT_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
    #define DOUT_GPIO            GPIOA
    #define DOUT_PIN            GPIO_PIN_5
    #define DOUT_IS_HIGH()        ((DOUT_GPIO->IDR & DOUT_PIN) != 0)

    #define DRDY_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()
    #define DRDY_GPIO            GPIOC
    #define DRDY_PIN            GPIO_PIN_6
    #define DRDY_IS_LOW()        ((DRDY_GPIO->IDR & DRDY_PIN) == 0)
    #define DRDY_IRQn             EXTI9_5_IRQn
    #define DRDY_IRQHandler        EXTI9_5_IRQHandler    

    /* PDWN  <------  PB7       掉电控制 */
    #define PWDN_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
    #define PWDN_GPIO            GPIOB
    #define PWDN_PIN            GPIO_PIN_7
    #define PWDN_1()            PWDN_GPIO->BSRR = PWDN_PIN
    #define PWDN_0()            PWDN_GPIO->BSRR = ((uint32_t)PWDN_PIN << 16U)            
    
    /*  RST   <------  PC3       复位信号     */
    #define RST_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()
    #define RST_GPIO            GPIOC
    #define RST_PIN            GPIO_PIN_3
    #define RST_1()            RST_GPIO->BSRR = RST_PIN
    #define RST_0()            RST_GPIO->BSRR = ((uint32_t)RST_PIN << 16U)            
#endif

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_InitADS1256
*    功能说明: 配置STM32的GPIO和SPI接口，用于连接 ADS1256
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_InitADS1256(void)
{
#ifdef SOFT_SPI
    GPIO_InitTypeDef gpio_init;
    
    RST_1();
    PWDN_1();
    CS_1();
    SCK_0();        /* SPI总线空闲时，钟线是低电平 */
    DIN_1();

    /* 打开GPIO时钟 */
    SCK_CLK_ENABLE();
    DIN_CLK_ENABLE();
    CS_CLK_ENABLE();
    DOUT_CLK_ENABLE();
    DRDY_CLK_ENABLE();
    PWDN_CLK_ENABLE();
    RST_CLK_ENABLE();

    /* 配置几个推完输出IO */
    gpio_init.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;        /* 设置推挽输出 */
    gpio_init.Pull = GPIO_NOPULL;                /* 上下拉电阻不使能 */
    gpio_init.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;      /* GPIO速度等级 */        
    
    gpio_init.Pin = SCK_PIN;    
    HAL_GPIO_Init(SCK_GPIO, &gpio_init);    

    gpio_init.Pin = DIN_PIN;    
    HAL_GPIO_Init(DIN_GPIO, &gpio_init);    
    
    gpio_init.Pin = CS_PIN;    
    HAL_GPIO_Init(CS_GPIO, &gpio_init);    

    gpio_init.Pin = PWDN_PIN;    
    HAL_GPIO_Init(PWDN_GPIO, &gpio_init);    

    /* DRDY 设置为输入 */
    gpio_init.Mode = GPIO_MODE_INPUT;        /* 设置输入 */
    gpio_init.Pull = GPIO_NOPULL;            /* 上下拉电阻不使能 */
    gpio_init.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;      /* GPIO速度等级 */
    
    gpio_init.Pin = DRDY_PIN;    
    HAL_GPIO_Init(DRDY_GPIO, &gpio_init);    

    gpio_init.Pin = DOUT_PIN;    
    HAL_GPIO_Init(DOUT_GPIO, &gpio_init);    
#endif
}

这里重点注意DRDY转换就绪引脚的配置，DRDY_IRQn和DRDY_IRQHandler不要配置错了。

93.5.2 第2步，ADS1256的8bit读写函数实现

读写函数实现如下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: ADS1256_Send8Bit
*    功能说明: 向SPI总线发送8个bit数据。 不带CS控制。
*    形    参: _data : 数据
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void ADS1256_Send8Bit(uint8_t _data)
{
    uint8_t i;

    /* 连续发送多个字节时，需要延迟一下 */
    ADS1256_DelaySCLK();
    ADS1256_DelaySCLK();

    /*　ADS1256 要求 SCL高电平和低电平持续时间最小 200ns  */
    for(i = 0; i < 8; i++)
    {
        if (_data & 0x80)
        {
            DIN_1();
        }
        else
        {
            DIN_0();
        }
        SCK_1();                
        ADS1256_DelaySCLK();        
        _data <<= 1;        
        SCK_0();            /* <----  ADS1256 是在SCK下降沿采样DIN数据, 数据必须维持 50nS */
        ADS1256_DelaySCLK();        
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: ADS1256_Recive8Bit
*    功能说明: 从SPI总线接收8个bit数据。 不带CS控制。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static uint8_t ADS1256_Recive8Bit(void)
{
    uint8_t i;
    uint8_t read = 0;

    ADS1256_DelaySCLK();
    /*　ADS1256 要求 SCL高电平和低电平持续时间最小 200ns  */
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        SCK_1();
        ADS1256_DelaySCLK();
        read = read<<1;
        SCK_0();
        if (DOUT_IS_HIGH())
        {
            read++;
        }        
        ADS1256_DelaySCLK();
    }
    return read;
}

读写的实现完全按照下面的时序实现：

 

 

这里主要注意时间实现：

t₁：SPI时钟周期：

外部晶振频率 = 7.68MHz,

              时钟频率 tCLK = 1/7.68M = 0.13uS

              输出数据周期 tDATA =  1 / 30K = 0.033mS  (按30Ksps计算)

       对SPI的时钟速度要求:

              最快 4个tCLK = 0.52uS

              最慢 10个tDATA = 0.3mS (按 30Ksps 计算)

 

 

t_2H，t_2L ：脉冲高低电平：

SCL高电平和低电平持续时间最小 200ns。

 

 

93.5.3 第3步，ADS1256的24bit ADC数据读取

实现代码如下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: ADS1256_ReadData
*    功能说明: 读ADC数据
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static int32_t ADS1256_ReadData(void)
{
    uint32_t read = 0;

    CS_0();    /* SPI片选 = 0 */

    ADS1256_Send8Bit(CMD_RDATA);    /* 读数据的命令 */
    
    ADS1256_DelayDATA();    /* 必须延迟才能读取芯片返回数据 */

    /* 读采样结果，3个字节，高字节在前 */
    read = ADS1256_Recive8Bit() << 16;
    read += ADS1256_Recive8Bit() << 8;
    read += ADS1256_Recive8Bit() << 0;

    CS_1();    /* SPI片选 = 1 */
    
    /* 负数进行扩展。24位有符号数扩展为32位有符号数 */
    if (read & 0x800000)
    {
        read += 0xFF000000;
    }
    
    return (int32_t)read;
}

这段代码里面关键是24bit数据的补码处理。对负数进行扩展，24位有符号数扩展为32位有符号数。

93.5.4 第3步，ADS1256增益和采样率配置

代码如下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: ADS1256_CfgADC
*    功能说明: 配置ADC参数，增益和数据输出速率
*    形    参: _gain : 支持增益参数。
*                    ADS1256_GAIN_1
*                    ADS1256_GAIN_2    
*                    ADS1256_GAIN_4
*                    ADS1256_GAIN_8
*                    ADS1256_GAIN_16
*                    ADS1256_GAIN_32
*                    ADS1256_GAIN_64
*
*             _drate : 数据输出速率，不推荐超过1000SPS
*                    ADS1256_30000SPS
*                    ADS1256_15000SPS
*                    ADS1256_7500SPS
*                    ADS1256_3750SPS
*                    ADS1256_2000SPS
*                    ADS1256_1000SPS
*                    ADS1256_500SPS
*                    ADS1256_100SPS
*                    ADS1256_60SPS
*                    ADS1256_50SPS
*                    ADS1256_30SPS
*                    ADS1256_25SPS
*                    ADS1256_15SPS
*                    ADS1256_10SPS
*                    ADS1256_5SPS
*                    ADS1256_2d5SPS
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void ADS1256_CfgADC(ADS1256_GAIN_E _gain, ADS1256_DRATE_E _drate)
{    
    g_tADS1256.Gain = _gain;
    g_tADS1256.DataRate = _drate;
    
    ADS1256_StopScan();            /* 暂停CPU中断 */
    
    ADS1256_ResetHard();        /* 硬件复位 */

    ADS1256_WaitDRDY();

    {
        uint8_t buf[4];        /* 暂存ADS1256 寄存器配置参数，之后连续写4个寄存器 */
    
        buf[0] = (0 << 3) | (1 << 2) | (1 << 1);
        
        buf[1] = 0x08;    /* 高四位0表示AINP接 AIN0,  低四位8表示 AINN 固定接 AINCOM */

        buf[2] = (0 << 5) | (0 << 2) | (_gain << 1);

        /* 因为切换通道和读数据耗时 123uS, 因此扫描中断模式工作时，最大速率 = DRATE_1000SPS */
        buf[3] = s_tabDataRate[_drate];    // DRATE_10SPS;    /* 选择数据输出速率 */
        
        CS_0();    /* SPI片选 = 0 */
        ADS1256_Send8Bit(CMD_WREG | 0);    /* 写寄存器的命令, 并发送寄存器地址 */
        ADS1256_Send8Bit(0x03);            /* 寄存器个数 - 1, 此处3表示写4个寄存器 */
        
        ADS1256_Send8Bit(buf[0]);    /* 设置状态寄存器 */
        ADS1256_Send8Bit(buf[1]);    /* 设置输入通道参数 */
        ADS1256_Send8Bit(buf[2]);    /* 设置ADCON控制寄存器，增益 */
        ADS1256_Send8Bit(buf[3]);    /* 设置输出数据速率 */
        
        CS_1();    /* SPI片选 = 1 */        
    }

    bsp_DelayUS(50);    
}

这个函数主要配置了4个ADS1256寄存器。

•   设置状态寄存器：

 

 

程序中的配置为：buf[0] = (0 << 3) | (1 << 2) | (1 << 1) ，意思是LSB传输，自动校准，使能模拟输入缓冲。

•   设置输入通道参数

 

 

程序中的配置为：buf[1] = 0x08， 高四位0表示AINp接通的 AIN0,  低四位8表示 AINn接通的 AINCOM。AINp和AINn表示当前的多路选择器选通的AIN0:

 

 

•   设置ADCON控制寄存器，主要用于增益设置

 

 

程序中的配置为：buf[2] = (0 << 5) | (0 << 2) | (_gain << 1)， 意思是关闭CLKOUT引脚输出，关闭传感器检测，设置增益为形参_gain。

•   设置ADC采样率

 

 

程序中的配置为：buf[3] = s_tabDataRate[_drate]，用于设置波特率：

static const uint8_t s_tabDataRate[ADS1256_DRATE_MAX] = 
{
    0xF0,        /* 复位时缺省值 */
    0xE0,
    0xD0,
    0xC0,
    0xB0,
    0xA1,
    0x92,
    0x82,
    0x72,
    0x63,
    0x53,
    0x43,
    0x33,
    0x20,
    0x13,
    0x03
};
typedef enum
{
    ADS1256_30000SPS = 0,
    ADS1256_15000SPS,
    ADS1256_7500SPS,
    ADS1256_3750SPS,
    ADS1256_2000SPS,
    ADS1256_1000SPS,
    ADS1256_500SPS,
    ADS1256_100SPS,
    ADS1256_60SPS,
    ADS1256_50SPS,
    ADS1256_30SPS,
    ADS1256_25SPS,
    ADS1256_15SPS,
    ADS1256_10SPS,
    ADS1256_5SPS,
    ADS1256_2d5SPS,
    
    ADS1256_DRATE_MAX
}ADS1256_DRATE_E;

93.5.5 第4步，ADS1256启动采样

代码实现如下

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: ADS1256_StartScan
*    功能说明: 将 DRDY引脚 （PC6 ）配置成外部中断触发方式， 中断服务程序中扫描8个通道的数据。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void ADS1256_StartScan(void)
{
    /* PC6 外部中断，BUSY 
        配置 BUSY 作为中断输入口，下降沿触发 */
    {
        GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
        
        DRDY_CLK_ENABLE();    /* 打开GPIO时钟 */

        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
        GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;
        GPIO_InitStructure.Pin = DRDY_PIN;
        HAL_GPIO_Init(DRDY_GPIO, &GPIO_InitStructure);    

        HAL_NVIC_SetPriority(DRDY_IRQn, 2, 0);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(DRDY_IRQn);    
    }
    
    /* 开始扫描前, 清零结果缓冲区 */    
    {
        uint8_t i;
        
        g_tADS1256.Channel = 0;
        
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
            g_tADS1256.AdcNow[i] = 0;
        }    
    }
}

代码比较简单，主要是配置PC6的EXTI外部中断，并初始化变量。

93.5.6 第5步，ADS1256的中断处理（8通道数据读取）

代码如下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能说明: 外部中断服务程序.  此程序执行时间约 123uS
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
#ifdef EXTI9_5_ISR_MOVE_OUT        /* bsp.h 中定义此行，表示本函数移到 stam32f4xx_it.c。 避免重复定义 */
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_6);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能说明: 外部中断服务程序入口。PI6 / AD7606_BUSY 下降沿中断触发
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_6)
    {

        ADS1256_ISR();
    }
}
#endif

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: ADS1256_ISR
*    功能说明: 定时采集中断服务程序
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void ADS1256_ISR(void)
{
    /* 读取采集结构，保存在全局变量 */                    
    ADS1256_SetChannal(g_tADS1256.Channel);    /* 切换模拟通道 */    
    bsp_DelayUS(5);
    
    ADS1256_WriteCmd(CMD_SYNC);
    bsp_DelayUS(5);
    
    ADS1256_WriteCmd(CMD_WAKEUP);
    bsp_DelayUS(25);
    
    if (g_tADS1256.Channel == 0)
    {
        g_tADS1256.AdcNow[7] = ADS1256_ReadData();    /* 注意保存的是上一个通道的数据 */
    }
    else
    {
        g_tADS1256.AdcNow[g_tADS1256.Channel-1] = ADS1256_ReadData(); /* 注意保存的是上一个通道的数据 */
    }
                
    if (++g_tADS1256.Channel >= 8)
    {
        g_tADS1256.Channel = 0;
    }
}

中断服务程序的代码完全是按照下面的时序时序：

 

 

•   第1步：ADS1256_SetChannal(g_tADS1256.Channel)切换模拟通道。
•   第2步：发送SYNC同步命令。
•   第3步：唤醒。
•   第4步：读取数据。

这个过程中特别注意读取的是上次转换的数据。

93.6 ADS1256板级支持包（bsp_spi_ads1256.c）

ADS1256驱动文件bsp_spi_ads1256.c主要实现了如下几个API供用户调用：

•   bsp_InitADS1256
•   ADS1256_CfgADC
•   ADS1256_StartScan
•   ADS1256_SetChannal
•   ADS1256_SetDiffChannal

93.6.1 函数bsp_InitADS1256

函数原型：

void bsp_InitADS1256(void)

函数描述：

主要用于ADS1256的初始化。

93.6.2 函数ADS1256_CfgADC

函数原型：

void ADS1256_CfgADC(ADS1256_GAIN_E _gain, ADS1256_DRATE_E _drate)

函数描述：

用于配置ADS1256的增益和采样率。

函数参数：

•   第1个参数用于设置增益，支持的参数如下：

ADS1256_GAIN_1

ADS1256_GAIN_2     

ADS1256_GAIN_4

ADS1256_GAIN_8

ADS1256_GAIN_16

ADS1256_GAIN_32

ADS1256_GAIN_64

•   第2个参数用于设置采样率，支持的参数如下：

ADS1256_30000SPS

ADS1256_15000SPS

ADS1256_7500SPS

ADS1256_3750SPS

ADS1256_2000SPS

ADS1256_1000SPS

ADS1256_500SPS

ADS1256_100SPS

ADS1256_60SPS

ADS1256_50SPS

ADS1256_30SPS

ADS1256_25SPS

ADS1256_15SPS

ADS1256_10SPS

ADS1256_5SPS

ADS1256_2d5SPS

93.6.3 函数ADS1256_StartScan

函数原型：

void ADS1256_StartScan(void)

函数描述：

此函数用于启动扫描，采样的中断方式。

93.6.4 函数ADS1256_SetChannal

函数原型：

static void ADS1256_SetChannal(uint8_t _ch)

函数描述：

此函数用于设置单端采样的通道。

函数参数：

•   第1个参数支持0到7，0表示采样的通道0, 1表示采样的通道1，依次类推，范围0-7，共8个通道。

93.7 ADS1256实际测量效果（10uV抖动）

测试LM285-2.5V稳压效果，抖动40uV：

 

 

测试干电池效果，抖动10uV左右，注意，这个级别的抖动容易受环境温度的影响，特别是开关空调，最明显。

 

 

93.8 ADS1256驱动移植和使用

移植步骤如下：

•   第1步：复制bsp_spi_ads1256.c和bsp_spi_ads1256.h到自己的工程目录，并添加到工程里面。
•   第2步：根据使用的SPI引脚，DRDY就绪引脚，RST复位引脚，修改bsp_spi_ads1256.c开头的宏定义。

/* 定义GPIO端口 */    
#define SCK_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define SCK_GPIO            GPIOA
#define SCK_PIN                GPIO_PIN_4
#define SCK_1()                SCK_GPIO->BSRR = SCK_PIN
#define SCK_0()                SCK_GPIO->BSRR = ((uint32_t)SCK_PIN << 16U)    

#define DIN_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE()
#define DIN_GPIO            GPIOG
#define DIN_PIN                GPIO_PIN_10
#define DIN_1()                DIN_GPIO->BSRR = DIN_PIN
#define DIN_0()                DIN_GPIO->BSRR = ((uint32_t)DIN_PIN << 16U)    

#define CS_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()
#define CS_GPIO                GPIOC
#define CS_PIN                GPIO_PIN_7
#define CS_1()                CS_GPIO->BSRR = CS_PIN
#define CS_0()                CS_GPIO->BSRR = ((uint32_t)CS_PIN << 16U)    

#define DOUT_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define DOUT_GPIO            GPIOA
#define DOUT_PIN            GPIO_PIN_5
#define DOUT_IS_HIGH()        ((DOUT_GPIO->IDR & DOUT_PIN) != 0)

#define DRDY_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()
#define DRDY_GPIO            GPIOC
#define DRDY_PIN            GPIO_PIN_6
#define DRDY_IS_LOW()        ((DRDY_GPIO->IDR & DRDY_PIN) == 0)
#define DRDY_IRQn             EXTI9_5_IRQn
#define DRDY_IRQHandler        EXTI9_5_IRQHandler    

/* PDWN  <------  PB7       掉电控制 */
#define PWDN_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define PWDN_GPIO            GPIOB
#define PWDN_PIN            GPIO_PIN_7
#define PWDN_1()            PWDN_GPIO->BSRR = PWDN_PIN
#define PWDN_0()            PWDN_GPIO->BSRR = ((uint32_t)PWDN_PIN << 16U)            

/*  RST   <------  PC3       复位信号     */
#define RST_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()
#define RST_GPIO            GPIOC
#define RST_PIN                GPIO_PIN_3
#define RST_1()                RST_GPIO->BSRR = RST_PIN
#define RST_0()                RST_GPIO->BSRR = ((uint32_t)RST_PIN << 16U)    

•   第3步：特别注意中断服务程序的入口要根据使用的DRDY引脚修改。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能说明: 外部中断服务程序.  此程序执行时间约 123uS
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
#ifdef EXTI9_5_ISR_MOVE_OUT        /* bsp.h 中定义此行，表示本函数移到 stam32f4xx_it.c。 避免重复定义 */
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_6);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能说明: 外部中断服务程序入口。PI6 / AD7606_BUSY 下降沿中断触发
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_6)
    {

        ADS1256_ISR();
    }
}
#endif

•   第4步：应用方法看本章节配套例子即可。

93.9 实验例程设计框架

通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：

 

 

  第1阶段，上电启动阶段：

• 这部分在第14章进行了详细说明。

  第2阶段，进入main函数：

•   第1部分，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器和LED。
•   第2部分，应用程序设计部分，测试ADS1256。

93.10          实验例程说明（MDK）

配套例子：

V7-068_ADS1256（8通道带PGA的24位ADC）

实验目的：

1. 学习ADS1256, 8通道带PGA的24bit ADC。

重要提示：

1. 开发板请使用外置电源供电。

实验内容：

1. 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
2. 上电后插入ADS1256模块到右上角CN26（2*6P双排母）, 程序每1秒打印一次8通道采样数据。

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1。

 

 

模块插入位置：

 

 

程序设计：

  系统栈大小分配：

 

 

  RAM空间用的DTCM：

 

 

  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();
    
    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /* 
       STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系统时钟到400MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
bsp_InitDWT();      /* 初始化DWT时钟周期计数器 */       
    bsp_InitKey();         /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();       /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitLPUart();     /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();     /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */    
    bsp_InitLed();         /* 初始化LED */    
bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */
}

  MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: MPU_Config
*    功能说明: 配置MPU
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
    
    /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /*使能 MPU */
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能说明: 使能L1 Cache
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

    /* 使能 D-Cache */
    SCB_EnableDCache();
}

  每10ms调用一次按键处理：

按键处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_RunPer10ms
*    功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
*              不严格的任务可以放在此函数。比如：按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_RunPer10ms(void)
{
    bsp_KeyScan10ms();
}

  主功能：

主程序实现如下操作：

•   启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
•   上电后插入ADS1256模块到右上角CN26（2*6P双排母）, 程序每1秒打印一次8通道采样数据。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t i;
    int32_t iTemp;
    float fTemp;

    
    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
    PrintfLogo();    /* 打印例程信息到串口1 */

    PrintfHelp();    /* 打印操作提示信息 */
    
    
    bsp_DelayMS(500);    /* 等待上电稳定，等基准电压电路稳定, bsp_InitADS1256() 内部会进行自校准 */

    bsp_InitADS1256();    /* 初始化配置ADS1256.  PGA=1, DRATE=30KSPS, BUFEN=1, 输入正负5V */
    
    
    /* 打印芯片ID (通过读ID可以判断硬件接口是否正常) , 正常时状态寄存器的高4bit = 3 */
#if 0
    {
        uint8_t id;

        id = ADS1256_ReadChipID();

        if (id != 3)
        {
            printf("Error, ASD1256 Chip ID = 0x%X\r\n", id);
        }
        else
        {
            printf("Ok, ASD1256 Chip ID = 0x%X\r\n", id);
        }
    }
#endif
    
    ADS1256_CfgADC(ADS1256_GAIN_1, ADS1256_30SPS);    /* 配置ADC参数： 增益1:1, 数据输出速率 30Hz */

/* 启动中断扫描模式, 轮流采集8个通道的ADC数据. 通过 ADS1256_GetAdc() 函数来读取这些数据 */
    ADS1256_StartScan();    
    
    bsp_StartAutoTimer(0, 1000);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */

    /* 进入主程序循环体 */
    while (1)
    {
        bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
        

        if (bsp_CheckTimer(0))    /* 判断定时器超时时间 */
        {
            /* 每隔1000ms 进来一次 */
            bsp_LedToggle(2);    /* 翻转LED的状态 */
            
            /* 打印采集数据 */
            for (i = 0; i < 8; i++)
            {

                  /*
                    计算公式：2 * VREF/(PGA * (2^23 - 1)) ，这里VREF是2.5V，PGA = 1
                  */
                   /* 计算实际电压值（近似估算的），如需准确，请进行校准 */
                iTemp = ((int64_t)g_tADS1256.AdcNow[i] * 2500000) / 4194303; 

                
                fTemp = (float)iTemp / 1000000;   

                printf("CH%d=%07d(%fV) ", i, g_tADS1256.AdcNow[i], fTemp);

                if(i == 3)
                {
                    printf("\r\n");
                }
            }
            
            printf("\r\n\r\n");
        }
    }
}

93.11          实验例程说明（IAR）

配套例子：

V7-068_ADS1256（8通道带PGA的24位ADC）

实验目的：

1. 学习ADS1256, 8通道带PGA的24bit ADC。

重要提示：

1. 开发板请使用外置电源供电。

实验内容：

1. 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
2. 上电后插入ADS1256模块到右上角CN26（2*6P双排母）, 程序每1秒打印一次8通道采样数据。

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1。

 

 

模块插入位置：

 

 

程序设计：

  系统栈大小分配：

 

 

  RAM空间用的DTCM：

 

 

  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();
    
    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /* 
       STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系统时钟到400MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
bsp_InitDWT();      /* 初始化DWT时钟周期计数器 */       
    bsp_InitKey();         /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();       /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitLPUart();     /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();     /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */    
    bsp_InitLed();         /* 初始化LED */    
bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */

    /* 针对不同的应用程序，添加需要的底层驱动模块初始化函数 */    
    bsp_InitAD7606();    /* 配置AD7606所用的GPIO */
}

  MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: MPU_Config
*    功能说明: 配置MPU
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
    
    /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /*使能 MPU */
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能说明: 使能L1 Cache
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

    /* 使能 D-Cache */
    SCB_EnableDCache();
}

  每10ms调用一次按键处理：

按键处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_RunPer10ms
*    功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
*              不严格的任务可以放在此函数。比如：按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_RunPer10ms(void)
{
    bsp_KeyScan10ms();
}

  主功能：

主程序实现如下操作：

•   启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
•   上电后插入ADS1256模块到右上角CN26（2*6P双排母）, 程序每1秒打印一次8通道采样数据。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t i;
    int32_t iTemp;
    float fTemp;

    
    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
    PrintfLogo();    /* 打印例程信息到串口1 */

    PrintfHelp();    /* 打印操作提示信息 */
    
    
    bsp_DelayMS(500);    /* 等待上电稳定，等基准电压电路稳定, bsp_InitADS1256() 内部会进行自校准 */

    bsp_InitADS1256();    /* 初始化配置ADS1256.  PGA=1, DRATE=30KSPS, BUFEN=1, 输入正负5V */
    
    
    /* 打印芯片ID (通过读ID可以判断硬件接口是否正常) , 正常时状态寄存器的高4bit = 3 */
#if 0
    {
        uint8_t id;

        id = ADS1256_ReadChipID();

        if (id != 3)
        {
            printf("Error, ASD1256 Chip ID = 0x%X\r\n", id);
        }
        else
        {
            printf("Ok, ASD1256 Chip ID = 0x%X\r\n", id);
        }
    }
#endif
    
    ADS1256_CfgADC(ADS1256_GAIN_1, ADS1256_30SPS);    /* 配置ADC参数： 增益1:1, 数据输出速率 30Hz */

/* 启动中断扫描模式, 轮流采集8个通道的ADC数据. 通过 ADS1256_GetAdc() 函数来读取这些数据 */
    ADS1256_StartScan();    
    
    bsp_StartAutoTimer(0, 1000);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */

    /* 进入主程序循环体 */
    while (1)
    {
        bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
        

        if (bsp_CheckTimer(0))    /* 判断定时器超时时间 */
        {
            /* 每隔1000ms 进来一次 */
            bsp_LedToggle(2);    /* 翻转LED的状态 */
            
            /* 打印采集数据 */
            for (i = 0; i < 8; i++)
            {

                  /*
                    计算公式：2 * VREF/(PGA * (2^23 - 1)) ，这里VREF是2.5V，PGA = 1
                  */
                   /* 计算实际电压值（近似估算的），如需准确，请进行校准 */
                iTemp = ((int64_t)g_tADS1256.AdcNow[i] * 2500000) / 4194303; 

                
                fTemp = (float)iTemp / 1000000;   

                printf("CH%d=%07d(%fV) ", i, g_tADS1256.AdcNow[i], fTemp);

                if(i == 3)
                {
                    printf("\r\n");
                }
            }
            
            printf("\r\n\r\n");
        }
    }
}

93.12   总结

本章节涉及到的知识点非常多，主要为大家讲解了ADS1256的常用玩法，如果实际项目中用到此芯片需要熟练运用。