基于STM32驱动AD7606并进行数据显示，包含了并行总线（FMC）和SPI两种最常用的接口方式。
AD7606驱动基础
关键特性
- 核心特性：8通道同步采样、16位分辨率、最高200Ksps采样率、输入范围±5V或±10V。
- 关键配置：AD7606没有内部寄存器，其量程（由
RANGE引脚控制）和过采样（由OS0,OS1,OS2引脚组合控制）均通过外部IO配置。 - 供电注意：AD7606必须使用单5V供电，但其与STM32的通信接口电平由
VIO（或称VDRIVE）引脚决定，此引脚需接STM32的IO口电压（3.3V或5V）。
下表总结了过采样引脚配置：
| OS2 | OS1 | OS0 | 过采样率 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 无过采样 | 最高200Ksps采样率 |
| 0 | 0 | 1 | 2倍 | 硬件内部采集2个样本求平均 |
| 0 | 1 | 0 | 4倍 | 硬件内部采集4个样本求平均 |
| ... | ... | ... | ... | ... |
| 1 | 1 | 0 | 64倍 | 硬件内部采集64个样本求平均 |
过采样与速率的关系：过采样倍率越高，ADC转换时间越长，可得到的最大采样频率就越低。例如，设置1Ksps采样率且64倍过采样，是指AD7606内部以64Ksps采样并求平均，你得到的是平均值。
硬件连接方式
AD7606与STM32的连接主要有并行总线和SPI串行两种方式。
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并行总线（推荐用于高速或多通道应用）
并行接口通常通过STM32的FMC（Flexible Memory Controller）总线实现，优点是读取速度快，适合多通道高速同步采样。- 关键引脚连接：
DB0-DB15：连接至FMC数据总线。CS（片选）、RD（读信号）：连接至FMC控制引脚。CONVST A/CONVST B（转换启动）：可短接共用STM32一个IO，或分别控制以实现更灵活同步。BUSY（忙信号）：连接至STM32一个IO，用于查询转换状态，也可配置为中断。OS0,OS1,OS2,RANGE：连接至STM32普通IO口用于配置。
- 关键引脚连接：
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SPI接口（推荐用于IO引脚紧张的应用）
SPI接口优点是占用IO少，但读取速度低于并行方式。- 关键引脚连接：
SER引脚（模式选择）需接高电平，使AD7606工作于串口模式。DB7（或标注为DOUTA）作为SPI的MISO，连接STM32 SPI的MISO。RD（或标注为SCLK）作为SPI的SCK，连接STM32 SPI的SCK。CS连接STM32的SPI片选或普通IO。CONVST A/CONVST B、BUSY、OS0,OS1,OS2,RANGE连接方式同并行模式。
- 关键引脚连接：
软件驱动实现
初始化配置
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GPIO和总线初始化
- 并行模式（FMC）：需配置STM32的FMC控制器，包括地址、数据总线和控制信号时序。
AD7606_CtrlLinesConfig函数（可参考）即进行此类初始化，配置FMC和GPIO时钟，并设置相关引脚为复用功能。 - SPI模式：初始化STM32的SPI外机（建议使用硬件SPI以获得更高速度），并配置相关GPIO。
- 并行模式（FMC）：需配置STM32的FMC控制器，包括地址、数据总线和控制信号时序。
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AD7606复位和参数设置
// 复位AD7606 (高脉冲宽度典型值50ns) void AD7606_Reset(void) {RST_1; // 拉高复位引脚HAL_Delay(1); // 短暂延时RST_0; // 拉低复位引脚// 也可用多个NOP指令满足50ns最小脉宽 }// 设置过采样模式 void AD7606_SetOversampling(uint8_t os_mode) {// 根据os_mode设置OS0, OS1, OS2引脚电平// 例如，无过采样: OS0=0, OS1=0, OS2=0switch(os_mode) {case 0: OS0_0; OS1_0; OS2_0; break;case 2: OS0_0; OS1_0; OS2_1; break;case 4: OS0_0; OS1_1; OS2_0; break;// ... 其他过采样模式case 64: OS0_1; OS1_1; OS2_0; break;default: OS0_0; OS1_0; OS2_0; break;} }// 设置输入量程 (0: ±5V, 1: ±10V) void AD7606_SetRange(uint8_t range) {if(range) {RAGE_1; // 设置为±10V} else {RAGE_0; // 设置为±5V} }初始化时依次调用：
AD7606_Reset->AD7606_SetOversampling->AD7606_SetRange。 -
转换启动与定时采样
通常使用STM32的定时器产生精确的采样脉冲。// 启动一次转换 void AD7606_StartConv(void) {CVA_0; // CONVST A拉低CVB_0; // CONVST B拉低 (若并联则可统一控制)// 延时至少25ns (最小CONVST脉冲宽度)CVA_1; // 上升沿启动转换CVB_1; }// 配置定时器控制采样频率 (示例使用TIM4) void MX_TIM4_Init(uint32_t ulFreq) {// ... 定时器基础配置uint16_t usPrescaler, usPeriod;// 根据所需采样频率ulFreq计算预分频和周期if (ulFreq <= 100) {usPrescaler = 42000-1;usPeriod = 2000 / ulFreq;} else if(ulFreq <= 200000) {usPrescaler = 42-1;usPeriod = 2000000 / ulFreq;}htim4.Init.Prescaler = usPrescaler;htim4.Init.Period = usPeriod - 1;// ... 调用HAL_TIM_Base_Init等函数完成初始化 }在定时器中断中调用
AD7606_StartConv()启动转换。
数据读取
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检查转换状态
在启动转换后，需检测BUSY信号。// 查询方式等待转换完成 while(HAL_GPIO_ReadPin(BUSY_GPIO_Port, BUSY_Pin) == GPIO_PIN_SET); // 等待BUSY变低 // 或者配置BUSY引脚为下降沿触发外部中断，在中断服务函数中读取数据 -
读取转换结果
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并行模式读取：
// 并行读取多个通道数据 (例如6通道) void AD7606_ReadData(void) {uint8_t i;uint16_t usReadValue;AD_CS_LOW(); // 片选使能for (i = 0; i < CH_NUM; i++) { // CH_NUM为通道数，如6// 通过FMC数据总线读取16位数据usReadValue = *(__IO uint16_t *)FSMC_AD7606_ADDR; // 存储数据到缓冲区if (g_tAD.usWrite < FIFO_SIZE) {g_tAD.usBuf[g_tAD.usWrite] = usReadValue;++g_tAD.usWrite;}}AD_CS_HIGH(); // 关闭片选 } -
SPI模式读取：
// 通过SPI读取一个通道的16位数据 uint16_t AD7606_ReadBytes(void) {uint8_t high_byte, low_byte;uint16_t value;// 先读取高8位high_byte = SPI_ReadWriteByte(0xFF); // 再读取低8位low_byte = SPI_ReadWriteByte(0xFF); value = (high_byte << 8) | low_byte;return value; }// 读取所有通道 void AD7606_ReadAllChannels(uint16_t *dataBuf) {uint8_t i;AD_CS_LOW();for(i = 0; i < 8; i++) { // 循环8个通道dataBuf[i] = AD7606_ReadBytes();}AD_CS_HIGH(); }
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数据显示与处理
读取到的原始数据是16位有符号整数（补码格式）。
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数据转换与显示
// 将原始值转换为实际电压值 float AD7606_ToVoltage(int16_t raw_value, uint8_t range) {float range_voltage;if(range == 0) { range_voltage = 5.0f; // ±5V量程} else {range_voltage = 10.0f; // ±10V量程}// 16位有符号数范围: -32768 到 +32767return (raw_value / 32768.0f) * range_voltage; }// 通过串口打印数据 (以通道1为例) void USART1_SendData(float voltage) {char buffer[50];int length = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Ch1 Voltage: %.3f V\r\n", voltage);HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)buffer, length, HAL_MAX_DELAY); } -
高级应用：FFT分析
若需要进行频谱分析，可使用STM32的DSP库进行FFT。// 准备工作 #include "arm_math.h" #define FFT_SIZE 128 // 采样点数 float32_t InputBuffer[FFT_SIZE]; // FFT输入数组 float32_t OutputBuffer[FFT_SIZE]; // FFT输出数组 arm_rfft_fast_instance_f32 S; // FFT实例结构体// 初始化FFT arm_rfft_fast_init_f32(&S, FFT_SIZE);// 在主循环或特定函数中 // 1. 将ADC采样值（如int16_t）转换为浮点数并存入InputBuffer // 2. 执行FFT arm_rfft_fast_f32(&S, InputBuffer, OutputBuffer, 0); // 3. (可选)计算幅值 // arm_cmplx_mag_f32(OutputBuffer, Magnitude, FFT_SIZE/2);具体FFT数据存放和处理细节可参考。
参考代码 AD7606高精度采样通过STM32显示代码 www.youwenfan.com/contentcnm/70824.html
常见问题与优化
- 采样时序问题：确保
CONVST脉冲宽度（至少25ns）和读取时序满足数据手册要求。使用FMC或硬件SPI通常能较好地满足时序。 - 数据抖动：可采用过采样（牺牲速度换取稳定性）或在软件中进行数字滤波（如均值滤波）。
- 实时波形显示：可配合J-Scope等工具实时显示采集的波形。
- SPI速度限制：全速采样时（如200Ksps 8通道），SPI需高速时钟。若用软件模拟SPI，可能因IO速度导致数据读取不及时，此时应选用硬件SPI或并行方案。
