【先楫HPM6750测评】软件模拟SPI采集ADS1263（32位ADC）数据

xiashuang 发表于 2022-7-27 22:36

前段时间在某宝上买了几片TI的32位ADC：ADS1263，官方手册上的性能很强，最高采样到38.4k（26us）需要的处理器性能必须要具有很强的运算功能，正好试下HPM6750，于是画了一块PCB板，经过一周的等待终于到了，焊接了必要的元件就开干。

                                

 

        为了先验证板子的情况，先用软件模拟SPI进行实验，需要7根信号线进行连接通讯，定义的GPIO如下：

*RST---------PE25 
*DRDY--------PE26 
*MISO--------SPI2.MISO  PB25 
*MOSI--------SPI2.MOSI  PB22 
*SCK---------SPI2.SCK   PB21 
*CS----------PF1 
*START-------PF4

    先初始化IO口，时钟的开启已经在board_init()中完成，所以指示配置一下寄存器就行

    /*设置IO口为通用IO*/ 
    HPM_IOC->PAD.FUNC_CTL = IOC_PE25_FUNC_CTL_GPIO_E_25;  
    HPM_IOC->PAD.FUNC_CTL = IOC_PE26_FUNC_CTL_GPIO_E_26; 
    HPM_IOC->PAD.FUNC_CTL = IOC_PB25_FUNC_CTL_GPIO_B_25; 
    HPM_IOC->PAD.FUNC_CTL = IOC_PB22_FUNC_CTL_GPIO_B_22; 
    HPM_IOC->PAD.FUNC_CTL = IOC_PB21_FUNC_CTL_GPIO_B_21; 
    HPM_IOC->PAD.FUNC_CTL = IOC_PF01_FUNC_CTL_GPIO_F_01; 
    HPM_IOC->PAD.FUNC_CTL = IOC_PF04_FUNC_CTL_GPIO_F_04; 
    /*配置输入输出*/ 
    /*ps-上下拉电阻 PE-上下拉开关 SMT-施密特 DS-驱动强度 OD-开漏  MS-电压选择*/ 
    uint32_t pad_ctl_out = IOC_PAD_PAD_CTL_PE_SET(1) | IOC_PAD_PAD_CTL_PS_SET(1); 
    uint32_t pad_ctl_in = IOC_PAD_PAD_CTL_PE_SET(1) | IOC_PAD_PAD_CTL_PS_SET(1)|IOC_PAD_PAD_CTL_SMT_SET(1); 
    gpio_set_pin_output_with_initial(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOE, 25, 1); 
    gpio_set_pin_output_with_initial(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 22, 1); 
    gpio_set_pin_output_with_initial(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 21, 1); 
    gpio_set_pin_output_with_initial(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 01, 1); 
    gpio_set_pin_output_with_initial(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 04, 1);

    HPM_IOC->PAD.PAD_CTL = pad_ctl_out; 
    HPM_IOC->PAD.PAD_CTL = pad_ctl_out; 
    HPM_IOC->PAD.PAD_CTL = pad_ctl_out; 
    HPM_IOC->PAD.PAD_CTL = pad_ctl_out; 
    HPM_IOC->PAD.PAD_CTL = pad_ctl_out;

 
    HPM_IOC->PAD.PAD_CTL = pad_ctl_in; 
    HPM_IOC->PAD.PAD_CTL = pad_ctl_in;

    相应的IO输出及输入读取如下：

#define ADS1263_RESET_H gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOE, 25, 1) 
#define ADS1263_RESET_L gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOE, 25, 0) 
#define ADS1263_START_H gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 4, 1) 
#define ADS1263_START_L gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 4, 0) 
#define ADS1263_CS_H    gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 1, 1) 
#define ADS1263_CS_L    gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 1, 0) 
#define ADS1263_SCLK_H  gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 21, 1) 
#define ADS1263_SCLK_L  gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 21, 0) 
#define ADS1263_DIN_H   gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 22, 1) 
#define ADS1263_DIN_L   gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 22, 0) 
#define ADS1263_DOUT    gpio_read_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DI_GPIOB, 25) 
#define ADS1263_DRDY    gpio_read_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DI_GPIOE, 26)

 

    初始化ADS1263

 

int init_ads1263(void) 
{ 
    printf("*************************************************************\r\n"); 
    printf("*                                                           *\r\n"); 
    printf("* ADS1263 TEST ^_^                                          *\r\n"); 
    printf("*                                                           *\r\n"); 
    printf("*************************************************************\r\n"); 
     
    GPIO_Configuration(); 
    ADS1263_INIT();//ADS1263初始化 
    ADS1263_CS_L; 
    Delay(0xf); 
    ADS1263_WRITE(0x08);//START1 command，当START引脚为低电平时，可由此命令启动ADC1的转换。 
    ADS1263_CS_H; 
    Delay(0xf); 
    return 0; 
}

读取AD值

int read_ads1263(void) 
{ 
    if(ADS1263_DRDY != 1) 
    { 
        ADS1263_CS_L; 
        Delay(0xf); 
        ADS1263_WRITE(0x12);//读取ADC1 
        STATUS=ADS1263_READ_REG(); 
        ADC1_DATA=ADS1263_READ(); 
        checksum = ADS1263_READ_REG(); 
        ADS1263_CS_H;  
        count++; 
        D++; 
        if(D > 0) 
        { 
            ADC1_DATA = Filter_ch1(ADC1_DATA,D,D); 
        } 
        ADC1_DATA = CELL_ADSOURSE_FILTER(ADC1_DATA,D,D); 
         
        mv_Now = ADC1_DATA / 2147483648.0 * 2500 / 32;//mv数 
        //测试重量参数 
        Weight = (mv_Now - mv_Zero)/ 10.0f * mv_Full * mv_Cali;

        INT32toREG(ADC1_DATA,&D);//源码 
        FP32toREG(mv_Now,&D);//mv数 
        FP32toREG(Weight,&D);//重量 
        //校秤参数 
        mv_Zero = REGtoFP32(&D);//mv零点 
        mv_Full = REGtoFP32(&D);//满量程 
        mv_Cali = REGtoFP32(&D);//校准系数     
         
        return ADC1_DATA; 
    } 
    else 
        return 0; 
}

    利用上次移植的modbus 裸机例子，在主循环中不断查询AD状态读取。

    连接好线，接上称重传感器开始测试

    MODBUS上位机画面，使用50kg C3电阻应变桥式称重传感器采样400次精度在±1g，后来降低采样到60次/s，滑动平均5次，精度在±0.2g

    逻辑分析仪抓取波形图。采用软件模拟SPI，速度在3M左右，读取命令+状态+4字节数据+校验共7个字节数据在20.5us左右

    实验总结：

    1.HPM6750在配置IO时要注意名称，因为IO引脚较多，宏定义也比较多，在初始化容易写错（这次因为IO编号写错导致两个IO口没有输出，查了1个多小时）。看来图形化代码工具还是很有必要的。

    2.HPM6750的驱动强度和施密特单独出来和I.MX RT系列比较像增加了IO控制的灵活性，PCB上高速信号的抗信号反射电阻和驱动限流电阻都可以省去了，等以后试下芯片的施密特能否代替外部输入上的74HC14。

    3.HPM6750运算速度很快，等以后试试高阶FIR看看

    4.ADS1263的高速采样及其以来模拟电源的纹波，对内部DCDC电源还是要增加滤波器，采样60HZ对50-hz和60hz纹波抑制后精度一下就上来了。

yang8555u 发表于 2022-7-28 09:08

厉害了，楼主。请问PCB开源吗

nmg 发表于 2022-7-28 11:13

他家图形化代码工具听官方说最近快出来了

幸运的话，估计你测评还没结束前，就能出来，具体时间不太确定

freebsder 发表于 2022-7-28 16:00

厉害，能硬能软。

nmg 发表于 2022-8-1 10:04

nmg 发表于 2022-7-28 11:13
他家图形化代码工具听官方说最近快出来了

幸运的话，估计你测评还没结束前，就能出来，具体时间不太确定 ...

出来了，详见下方

 

<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1212795-1-1.html" target="_blank">先楫出了可视化配置代码生成工具了。 </a>

xiashuang 发表于 2022-8-8 21:40

nmg 发表于 2022-8-1 10:04
出来了，详见下方

 

先楫出了可视化配置代码生成工具了。

感谢感谢，今天刚试了下，功能还是比较弱吧

xiashuang 发表于 2022-8-8 21:41

freebsder 发表于 2022-7-28 16:00
厉害，能硬能软。

摸鱼时瞎捣鼓玩的！

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