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第93章 STM32H7的SPI總線應用之驅動ADS1256（8通道24bit ADC, 增益可編程）

本章節爲大家講解8通道24bit ADC芯片驅動實現。

93.1 初學者重要提示

93.2 ADC結構分類

93.3 ADS1256硬件設計

93.4 ADS1256關鍵知識點整理（重要）

93.5 ADS1256驅動設計

93.6 ADS1256板級支持包（bsp_spi_ads1256）

93.7 ADS1256實際測試效果（10uV抖動）

93.8 ADS1256驅動移植和使用

93.9 實驗例程設計框架

93.10 實驗例程說明（MDK）

93.11 實驗例程說明（IAR）

93.12 總結

93.1 初學者重要提示

ADS1256的模擬部分供電5V，SPI數字接口電平3.3V。
ADS1256的PGA可以編程增益支持： 1、2、4、8、16、32、64。
ADS1256支持自動校準（當設置了PGA,BUF使能、數據採樣率時，會啓動自校準)。
ADS1256支持8通道單端ADC採集或者4通道差分採集。
ADS1256支持正負5V差分採集，但不支持負壓，使用時要注意。
ADS1256時序操作稍有點特殊，所以本章是採用的模擬SPI控制。
ADS1256數據手冊，模塊原理圖（通用版）和接線圖都已經放到本章教程配置例子的Doc文件裏。
ADC 的專業術語詮釋文檔，推薦大家看看：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89414 。
測試時，務必使用外置電源爲開發板供電，因爲ADS1256需要5V供電電壓。板子上插入ADS1256模塊時，注意對齊。

93.2 ADC結構分類

這裏將六種DAC結構爲大家做個普及。注，這些知識翻譯自美信和TI的英文技術手冊。

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選架構，採樣速率通常低於5Msps。SAR ADC最常見的分辨率範圍是8位到20位，並具有低功耗和小尺寸的特點。這種組合使其非常適合各種應用，例如自動測試設備，電池供電的設備，數據採集系統，醫療儀器，電機和過程控制，工業自動化，電信，測試和測量，便攜式系統，高速閉環系統和窄帶接收器。

93.2.2 Sigma-Delta ADC

Sigma-delta ADC主要用於低速應用中，該應用需要通過過採樣來權衡速度和分辨率，然後進行濾波以降低噪聲。24位sigma-delta轉換器用於自動化測試設備，高精度便攜式傳感器，醫療和科學儀器以及地震數據採集等應用中。

93.2.3 Integrating ADC

集成ADC提供高分辨率，並且可以提供良好的線路頻率和噪聲抑制。集成架構提供了一種新穎且直接的方法，可將低帶寬模擬信號轉換爲數字表示形式。這些類型的轉換器通常包括用於LCD或LED顯示器的內置驅動器，並且在許多便攜式儀器應用中都可以找到，包括數字面板表和數字萬用表。

93.2.4 FLASH ADC

Flash ADC是將模擬信號轉換爲數字信號的最快方法。它們適用於需要非常大帶寬的應用。然而，閃存轉換器功率高，具有相對較低的分辨率，並且可能非常昂貴。這將它們限制在通常無法以其他任何方式解決的高頻應用中。示例包括數據採集，衛星通信，雷達處理，示波器和高密度磁盤驅動器。

93.2.5 Pipelined ADC

流水線ADC已成爲最受歡迎的ADC體系結構，其採樣率從每秒幾兆採樣（MS / s）到最高100MS / s +，分辨率爲8至16位。它們提供的分辨率和採樣率，可覆蓋各種應用，包括CCD成像，超聲醫學成像，數字接收器，基站，數字視頻（例如HDTV），xDSL，電纜調制解調器和快速以太網。

93.2.6 Two Step ADC

兩步ADC也稱爲子範圍轉換器，有時也稱爲多步或half flash（比Flash架構慢）。這是Flash ADC和流水線ADC的交叉點。與Flash ADC相比，可以實現更高的分辨率或更小的裸片尺寸。

93.3 ADS1256硬件設計

這裏將開發板上的ADS1256硬件接口，ADS1256模塊爲大家做個說明。

ADS1256的原理圖論壇下載：

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

93.3.1 ADS1256硬件接口

V7板子上ADS1256模塊的插座的原理圖如下：

實際對應開發板的位置如下：

爲了方便大家更好的理解接線，下面是框圖：

93.3.2 ADS1256模塊

產品規格：

1、單電源5.0V DC供電，提供正負5V信號採樣功能。

2、 MCU接口：SPI。

3、主ADC芯片：ADS1256 (全新進口原裝正品）。

4、電壓基準，之前採用的LM285-2.5，現在採用的REF5025（全新進口原裝正品）。

5、輸入電路帶分壓電阻和R-C濾波，方便客戶自己變更增益範圍。

6、芯片內帶可編程增益放大器，增益範圍：1-64倍。

7、芯片內部輸入帶緩衝放大器，可以直接連接傳感器。

正面：

反面：

接線圖：

93.4 ADS1256關鍵知識點整理（重要）

驅動ADS1256需要對下面這些知識點有個認識。

93.4.1 ADS1256基礎信息

ADS1256是TI公司推出的微功耗、高精度、8通道、 24位△-∑型高性能模數轉換器（ADC）。該器件提供高達23比特的無噪聲精度、數據速率高達30kSPS（次採樣/秒）、0.0010%非線性特性(最大值)以及衆多的板上外設（輸入模擬多路開關、輸入緩衝器、可編程增益放大器和可編程數字濾波器等），可爲設計人員帶來完整而高分辨率的量測解決方案。

24位無數據丟失;
高達23比特的無噪聲精度;
低非線性度: ±0.0010% ;
數據採樣率可達30kSPS ;
採用單週期轉換模式;
帶有模擬多路開關,具有傳感器接口（可配置爲4路差動輸入或8路單極輸入） ;
帶有輸入緩衝器( BUF) ;
帶有串行外設接口( SPI) ;
內含低噪聲可編程增益放大器( PGA ) ,所有的PGA均具有自校準和系統校準;
- PGA= 1時,可提供高達25.3位的有效分辨率;
- PGA = 64時,可提供高達22.5位的有效分辨率;
模擬輸入電壓爲5V ,數字電壓爲1.8~3.6V ;
正常模式下功耗低至38mW ,備用模式下功耗爲0.4mW。

93.4.2 ADS1256常用引腳的作用

ADS1256的封裝形式：

這裏把常用的幾個引腳做個說明：

AVDD

模擬電源供電。

AGND

模擬地。

VREFN

負參考電壓輸入。

VREFP

正參考電壓輸入。

AINCOM

模擬公共輸入。

AIN0 – AIN7

模擬輸入通道0到通道7

SYNC/PDWN

同步，掉電輸入。

RESET

復位引腳。

DVDD

數字電源。

DGND

數字地。

XTAL1，XTAL2

晶振輸入端。

片選輸入端。

DRDY

數據就緒輸出信號引腳。

DOUT

數據輸出。

數據輸入。

SCLK

時鐘引腳。

D0,D1,D2,D3

通用GPIO

93.4.3 ADS1256輸出電壓計算公式

ADS1256的計算公式如下：

最小單位值是2 * VREF/(PGA * (2^23 − 1))

採用二進制補碼錶示（其實就是24bit有符號數，我們將轉換結果定義爲int32_t即可）。

93.4.4 ADS1256時序圖

驅動ADS1256主要是兩個時序圖需要了解，讀寫時序：

t₁：SPI時鐘週期：

外部晶振頻率 = 7.68MHz,

時鐘頻率 tCLK = 1/7.68M = 0.13uS

輸出數據週期 tDATA = 1 / 30K = 0.033mS (按30Ksps計算)

對SPI的時鐘速度要求:

最快 4個tCLK = 0.52uS

最慢 10個tDATA = 0.3mS (按 30Ksps 計算)

t_2H，t_2L ：脈衝高低電平：

SCL高電平和低電平持續時間最小 200ns。

數據讀取流程：

第1步：ADS1256_SetChannal(g_tADS1256.Channel)切換模擬通道。
第2步：發送SYNC同步命令。
第3步：喚醒。
第4步：讀取數據。

這個過程中特別注意讀取的是上次轉換的數據。

93.4.5 ADS1256的增益和測量範圍問題

ADS1256的增益和測量範圍關係如下：

比如增益是1時，測量範圍是正負5V，增益是64時，測量範圍是正負78.125mV。

93.4.6 ADS1256輸入緩衝器

開關輸入緩衝器時，影響到的幾個參數，大家需要做個瞭解。

開緩衝的情況下，輸入參考值噪聲。

關閉緩衝時的輸入參考噪聲：

開緩衝的情況下，有效分辨率：

關閉緩衝時的有效位數：

打開緩衝器後的輸入阻抗：

關閉緩衝器後的輸入阻抗：

93.4.7 ADS1256支持的採樣率

ADS1256支持的採樣率如下，這裏特別注意，因爲切換通道和讀數據耗時 123微秒, 因此掃描中斷模式工作時，最大速率 = DRATE_1000SPS。

93.4.8 ADS1256的多路選擇器，單端和多端輸入

ADS1256的8路支持是通過多路選擇器實現，8路採樣時是選擇相應通道進行採樣：

實際應用的的8路單端採樣和4路差分採樣效果如下：

93.5 ADS1256驅動設計

ADS1256的程序驅動框架設計如下：

有了這個框圖，程序設計就比較好理解了。

93.5.1 第1步，ADS1256所涉及到的GPIO配置

這裏需要把用到的GPIO時鐘、GPIO引腳配置好：

/*
    ADS1256模塊    STM32-V7開發板(示波器接口)
      +5V   <------  5.0V      5V供電
      GND   -------  GND       地
      DRDY  ------>  PC6       準備就緒
      CS    <------  PC7       SPI_CS
      DIN   <------  PG10      SPI_MOSI
      DOUT  ------>  PA5       SPI_MISO
      SCLK  <------  PA4       SPI時鐘
      GND   -------  GND       地
      PDWN  <------  PB7       掉電控制
      RST   <------  PC3       復位信號
      NC   空腳
      NC   空腳
*/

#ifdef SOFT_SPI        /* 軟件SPI */
    /* 定義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       掉電控制 */
    #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       復位信號     */
    #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 數 名: bsp_InitADS1256
*    功能說明: 配置STM32的GPIO和SPI接口，用於連接 ADS1256
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_InitADS1256(void)
{
#ifdef SOFT_SPI
    GPIO_InitTypeDef gpio_init;
    
    RST_1();
    PWDN_1();
    CS_1();
    SCK_0();        /* SPI總線空閒時，鍾線是低電平 */
    DIN_1();

    /* 打開GPIO時鐘 */
    SCK_CLK_ENABLE();
    DIN_CLK_ENABLE();
    CS_CLK_ENABLE();
    DOUT_CLK_ENABLE();
    DRDY_CLK_ENABLE();
    PWDN_CLK_ENABLE();
    RST_CLK_ENABLE();

    /* 配置幾個推完輸出IO */
    gpio_init.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;        /* 設置推輓輸出 */
    gpio_init.Pull = GPIO_NOPULL;                /* 上下拉電阻不使能 */
    gpio_init.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;      /* GPIO速度等級 */        
    
    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 設置爲輸入 */
    gpio_init.Mode = GPIO_MODE_INPUT;        /* 設置輸入 */
    gpio_init.Pull = GPIO_NOPULL;            /* 上下拉電阻不使能 */
    gpio_init.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;      /* GPIO速度等級 */
    
    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
}

這裏重點注意DRDY轉換就緒引腳的配置，DRDY_IRQn和DRDY_IRQHandler不要配置錯了。

93.5.2 第2步，ADS1256的8bit讀寫函數實現

讀寫函數實現如下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: ADS1256_Send8Bit
*    功能說明: 向SPI總線發送8個bit數據。 不帶CS控制。
*    形    參: _data : 數據
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void ADS1256_Send8Bit(uint8_t _data)
{
    uint8_t i;

    /* 連續發送多個字節時，需要延遲一下 */
    ADS1256_DelaySCLK();
    ADS1256_DelaySCLK();

    /*　ADS1256 要求 SCL高電平和低電平持續時間最小 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下降沿採樣DIN數據, 數據必須維持 50nS */
        ADS1256_DelaySCLK();        
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: ADS1256_Recive8Bit
*    功能說明: 從SPI總線接收8個bit數據。 不帶CS控制。
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static uint8_t ADS1256_Recive8Bit(void)
{
    uint8_t i;
    uint8_t read = 0;

    ADS1256_DelaySCLK();
    /*　ADS1256 要求 SCL高電平和低電平持續時間最小 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;
}

讀寫的實現完全按照下面的時序實現：

這裏主要注意時間實現：

t₁：SPI時鐘週期：

外部晶振頻率 = 7.68MHz,

時鐘頻率 tCLK = 1/7.68M = 0.13uS

輸出數據週期 tDATA = 1 / 30K = 0.033mS (按30Ksps計算)

對SPI的時鐘速度要求:

最快 4個tCLK = 0.52uS

最慢 10個tDATA = 0.3mS (按 30Ksps 計算)

t_2H，t_2L ：脈衝高低電平：

SCL高電平和低電平持續時間最小 200ns。

93.5.3 第3步，ADS1256的24bit ADC數據讀取

實現代碼如下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: ADS1256_ReadData
*    功能說明: 讀ADC數據
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static int32_t ADS1256_ReadData(void)
{
    uint32_t read = 0;

    CS_0();    /* SPI片選 = 0 */

    ADS1256_Send8Bit(CMD_RDATA);    /* 讀數據的命令 */
    
    ADS1256_DelayDATA();    /* 必須延遲才能讀取芯片返回數據 */

    /* 讀採樣結果，3個字節，高字節在前 */
    read = ADS1256_Recive8Bit() << 16;
    read += ADS1256_Recive8Bit() << 8;
    read += ADS1256_Recive8Bit() << 0;

    CS_1();    /* SPI片選 = 1 */
    
    /* 負數進行擴展。24位有符號數擴展爲32位有符號數 */
    if (read & 0x800000)
    {
        read += 0xFF000000;
    }
    
    return (int32_t)read;
}

這段代碼裏面關鍵是24bit數據的補碼處理。對負數進行擴展，24位有符號數擴展爲32位有符號數。

93.5.4 第3步，ADS1256增益和採樣率配置

代碼如下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: ADS1256_CfgADC
*    功能說明: 配置ADC參數，增益和數據輸出速率
*    形    參: _gain : 支持增益參數。
*                    ADS1256_GAIN_1
*                    ADS1256_GAIN_2    
*                    ADS1256_GAIN_4
*                    ADS1256_GAIN_8
*                    ADS1256_GAIN_16
*                    ADS1256_GAIN_32
*                    ADS1256_GAIN_64
*
*             _drate : 數據輸出速率，不推薦超過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: 無
*********************************************************************************************************
*/
void ADS1256_CfgADC(ADS1256_GAIN_E _gain, ADS1256_DRATE_E _drate)
{    
    g_tADS1256.Gain = _gain;
    g_tADS1256.DataRate = _drate;
    
    ADS1256_StopScan();            /* 暫停CPU中斷 */
    
    ADS1256_ResetHard();        /* 硬件復位 */

    ADS1256_WaitDRDY();

    {
        uint8_t buf[4];        /* 暫存ADS1256 寄存器配置參數，之後連續寫4個寄存器 */
    
        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);

        /* 因爲切換通道和讀數據耗時 123uS, 因此掃描中斷模式工作時，最大速率 = DRATE_1000SPS */
        buf[3] = s_tabDataRate[_drate];    // DRATE_10SPS;    /* 選擇數據輸出速率 */
        
        CS_0();    /* SPI片選 = 0 */
        ADS1256_Send8Bit(CMD_WREG | 0);    /* 寫寄存器的命令, 併發送寄存器地址 */
        ADS1256_Send8Bit(0x03);            /* 寄存器個數 - 1, 此處3表示寫4個寄存器 */
        
        ADS1256_Send8Bit(buf[0]);    /* 設置狀態寄存器 */
        ADS1256_Send8Bit(buf[1]);    /* 設置輸入通道參數 */
        ADS1256_Send8Bit(buf[2]);    /* 設置ADCON控制寄存器，增益 */
        ADS1256_Send8Bit(buf[3]);    /* 設置輸出數據速率 */
        
        CS_1();    /* SPI片選 = 1 */        
    }

    bsp_DelayUS(50);    
}

這個函數主要配置了4個ADS1256寄存器。

設置狀態寄存器：

程序中的配置爲：buf[0] = (0 << 3) | (1 << 2) | (1 << 1) ，意思是LSB傳輸，自動校準，使能模擬輸入緩衝。

設置輸入通道參數

程序中的配置爲：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表示當前的多路選擇器選通的AIN0:

設置ADCON控制寄存器，主要用於增益設置

程序中的配置爲：buf[2] = (0 << 5) | (0 << 2) | (_gain << 1)，意思是關閉CLKOUT引腳輸出，關閉傳感器檢測，設置增益爲形參_gain。

設置ADC採樣率

程序中的配置爲：buf[3] = s_tabDataRate[_drate]，用於設置波特率：

static const uint8_t s_tabDataRate[ADS1256_DRATE_MAX] = 
{
    0xF0,        /* 復位時缺省值 */
    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啓動採樣

代碼實現如下

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: ADS1256_StartScan
*    功能說明: 將 DRDY引腳 （PC6 ）配置成外部中斷觸發方式， 中斷服務程序中掃描8個通道的數據。
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void ADS1256_StartScan(void)
{
    /* PC6 外部中斷，BUSY 
        配置 BUSY 作爲中斷輸入口，下降沿觸發 */
    {
        GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
        
        DRDY_CLK_ENABLE();    /* 打開GPIO時鐘 */

        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);    
    }
    
    /* 開始掃描前, 清零結果緩衝區 */    
    {
        uint8_t i;
        
        g_tADS1256.Channel = 0;
        
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
            g_tADS1256.AdcNow[i] = 0;
        }    
    }
}

代碼比較簡單，主要是配置PC6的EXTI外部中斷，並初始化變量。

93.5.6 第5步，ADS1256的中斷處理（8通道數據讀取）

代碼如下：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能說明: 外部中斷服務程序.  此程序執行時間約 123uS
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
#ifdef EXTI9_5_ISR_MOVE_OUT        /* bsp.h 中定義此行，表示本函數移到 stam32f4xx_it.c。 避免重複定義 */
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_6);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能說明: 外部中斷服務程序入口。PI6 / AD7606_BUSY 下降沿中斷觸發
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_6)
    {

        ADS1256_ISR();
    }
}
#endif

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: ADS1256_ISR
*    功能說明: 定時採集中斷服務程序
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void ADS1256_ISR(void)
{
    /* 讀取採集結構，保存在全局變量 */                    
    ADS1256_SetChannal(g_tADS1256.Channel);    /* 切換模擬通道 */    
    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();    /* 注意保存的是上一個通道的數據 */
    }
    else
    {
        g_tADS1256.AdcNow[g_tADS1256.Channel-1] = ADS1256_ReadData(); /* 注意保存的是上一個通道的數據 */
    }
                
    if (++g_tADS1256.Channel >= 8)
    {
        g_tADS1256.Channel = 0;
    }
}

中斷服務程序的代碼完全是按照下面的時序時序：

第1步：ADS1256_SetChannal(g_tADS1256.Channel)切換模擬通道。
第2步：發送SYNC同步命令。
第3步：喚醒。
第4步：讀取數據。

這個過程中特別注意讀取的是上次轉換的數據。

93.6 ADS1256板級支持包（bsp_spi_ads1256.c）

ADS1256驅動文件bsp_spi_ads1256.c主要實現瞭如下幾個API供用戶調用：

bsp_InitADS1256
ADS1256_CfgADC
ADS1256_StartScan
ADS1256_SetChannal
ADS1256_SetDiffChannal

93.6.1 函數bsp_InitADS1256

函數原型：

void bsp_InitADS1256(void)

函數描述：

主要用於ADS1256的初始化。

93.6.2 函數ADS1256_CfgADC

函數原型：

void ADS1256_CfgADC(ADS1256_GAIN_E _gain, ADS1256_DRATE_E _drate)

函數描述：

用於配置ADS1256的增益和採樣率。

函數參數：

第1個參數用於設置增益，支持的參數如下：

ADS1256_GAIN_1

ADS1256_GAIN_2

ADS1256_GAIN_4

ADS1256_GAIN_8

ADS1256_GAIN_16

ADS1256_GAIN_32

ADS1256_GAIN_64

第2個參數用於設置採樣率，支持的參數如下：

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 函數ADS1256_StartScan

函數原型：

void ADS1256_StartScan(void)

函數描述：

此函數用於啓動掃描，採樣的中斷方式。

93.6.4 函數ADS1256_SetChannal

函數原型：

static void ADS1256_SetChannal(uint8_t _ch)

函數描述：

此函數用於設置單端採樣的通道。

函數參數：

第1個參數支持0到7，0表示採樣的通道0, 1表示採樣的通道1，依次類推，範圍0-7，共8個通道。

93.7 ADS1256實際測量效果（10uV抖動）

測試LM285-2.5V穩壓效果，抖動40uV：

測試乾電池效果，抖動10uV左右，注意，這個級別的抖動容易受環境溫度的影響，特別是開關空調，最明顯。

93.8 ADS1256驅動移植和使用

移植步驟如下：

第1步：複製bsp_spi_ads1256.c和bsp_spi_ads1256.h到自己的工程目錄，並添加到工程裏面。
第2步：根據使用的SPI引腳，DRDY就緒引腳，RST復位引腳，修改bsp_spi_ads1256.c開頭的宏定義。

/* 定義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       掉電控制 */
#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       復位信號     */
#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：特別注意中斷服務程序的入口要根據使用的DRDY引腳修改。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能說明: 外部中斷服務程序.  此程序執行時間約 123uS
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
#ifdef EXTI9_5_ISR_MOVE_OUT        /* bsp.h 中定義此行，表示本函數移到 stam32f4xx_it.c。 避免重複定義 */
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_6);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能說明: 外部中斷服務程序入口。PI6 / AD7606_BUSY 下降沿中斷觸發
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_6)
    {

        ADS1256_ISR();
    }
}
#endif

第4步：應用方法看本章節配套例子即可。

93.9 實驗例程設計框架

通過程序設計框架，讓大家先對配套例程有一個全面的認識，然後再理解細節，本次實驗例程的設計框架如下：

第1階段，上電啓動階段：

這部分在第14章進行了詳細說明。

第2階段，進入main函數：

第1部分，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL庫，系統時鐘，滴答定時器和LED。
第2部分，應用程序設計部分，測試ADS1256。

93.10 實驗例程說明（MDK）

配套例子：

V7-068_ADS1256（8通道帶PGA的24位ADC）

實驗目的：

學習ADS1256, 8通道帶PGA的24bit ADC。

重要提示：

開發板請使用外置電源供電。

實驗內容：

啓動一個自動重裝軟件定時器，每100ms翻轉一次LED2。
上電後插入ADS1256模塊到右上角CN26（2*6P雙排母）, 程序每1秒打印一次8通道採樣數據。

上電後串口打印的信息：

波特率 115200，數據位 8，奇偶校驗位無，停止位 1。

模塊插入位置：

程序設計：

系統棧大小分配：

RAM空間用的DTCM：

硬件外設初始化

硬件外設的初始化是在 bsp.c 文件實現：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: bsp_Init
*    功能說明: 初始化所有的硬件設備。該函數配置CPU寄存器和外設的寄存器並初始化一些全局變量。只需要調用一次
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();
    
    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /* 
       STM32H7xx HAL 庫初始化，此時系統用的還是H7自帶的64MHz，HSI時鐘:
       - 調用函數HAL_InitTick，初始化滴答時鐘中斷1ms。
       - 設置NVIV優先級分組爲4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系統時鐘到400MHz
       - 切換使用HSE。
       - 此函數會更新全局變量SystemCoreClock，並重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用於代碼執行時間測量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默認不開啓，如果要使能此選項，務必看V7開發板用戶手冊第xx章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder並開啓 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
bsp_InitDWT();      /* 初始化DWT時鐘週期計數器 */       
    bsp_InitKey();         /* 按鍵初始化，要放在滴答定時器之前，因爲按鈕檢測是通過滴答定時器掃描 */
    bsp_InitTimer();       /* 初始化滴答定時器 */
    bsp_InitLPUart();     /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();     /* 初始化FMC總線74HC574擴展IO. 必須在 bsp_InitLed()前執行 */    
    bsp_InitLed();         /* 初始化LED */    
bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */
}

MPU配置和Cache配置：

數據Cache和指令Cache都開啓。配置了AXI SRAM區（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的擴展IO區。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: MPU_Config
*    功能說明: 配置MPU
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU屬性爲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擴展IO的MPU屬性爲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 數 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能說明: 使能L1 Cache
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

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

每10ms調用一次按鍵處理：

按鍵處理是在滴答定時器中斷裏面實現，每10ms執行一次檢測。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: bsp_RunPer10ms
*    功能說明: 該函數每隔10ms被Systick中斷調用1次。詳見 bsp_timer.c的定時中斷服務程序。一些處理時間要求
*              不嚴格的任務可以放在此函數。比如：按鍵掃描、蜂鳴器鳴叫控制等。
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_RunPer10ms(void)
{
    bsp_KeyScan10ms();
}

主功能：

主程序實現如下操作：

啓動一個自動重裝軟件定時器，每100ms翻轉一次LED2。
上電後插入ADS1256模塊到右上角CN26（2*6P雙排母）, 程序每1秒打印一次8通道採樣數據。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: main
*    功能說明: c程序入口
*    形    參: 無
*    返 回 值: 錯誤代碼(無需處理)
*********************************************************************************************************
*/
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);    /* 等待上電穩定，等基準電壓電路穩定, bsp_InitADS1256() 內部會進行自校準 */

    bsp_InitADS1256();    /* 初始化配置ADS1256.  PGA=1, DRATE=30KSPS, BUFEN=1, 輸入正負5V */
    
    
    /* 打印芯片ID (通過讀ID可以判斷硬件接口是否正常) , 正常時狀態寄存器的高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參數： 增益1:1, 數據輸出速率 30Hz */

/* 啓動中斷掃描模式, 輪流採集8個通道的ADC數據. 通過 ADS1256_GetAdc() 函數來讀取這些數據 */
    ADS1256_StartScan();    
    
    bsp_StartAutoTimer(0, 1000);    /* 啓動1個100ms的自動重裝的定時器 */

    /* 進入主程序循環體 */
    while (1)
    {
        bsp_Idle();        /* 這個函數在bsp.c文件。用戶可以修改這個函數實現CPU休眠和餵狗 */
        

        if (bsp_CheckTimer(0))    /* 判斷定時器超時時間 */
        {
            /* 每隔1000ms 進來一次 */
            bsp_LedToggle(2);    /* 翻轉LED的狀態 */
            
            /* 打印採集數據 */
            for (i = 0; i < 8; i++)
            {

                  /*
                    計算公式：2 * VREF/(PGA * (2^23 - 1)) ，這裏VREF是2.5V，PGA = 1
                  */
                   /* 計算實際電壓值（近似估算的），如需準確，請進行校準 */
                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 實驗例程說明（IAR）

配套例子：

V7-068_ADS1256（8通道帶PGA的24位ADC）

實驗目的：

學習ADS1256, 8通道帶PGA的24bit ADC。

重要提示：

開發板請使用外置電源供電。

實驗內容：

啓動一個自動重裝軟件定時器，每100ms翻轉一次LED2。
上電後插入ADS1256模塊到右上角CN26（2*6P雙排母）, 程序每1秒打印一次8通道採樣數據。

上電後串口打印的信息：

波特率 115200，數據位 8，奇偶校驗位無，停止位 1。

模塊插入位置：

程序設計：

系統棧大小分配：

RAM空間用的DTCM：

硬件外設初始化

硬件外設的初始化是在 bsp.c 文件實現：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: bsp_Init
*    功能說明: 初始化所有的硬件設備。該函數配置CPU寄存器和外設的寄存器並初始化一些全局變量。只需要調用一次
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();
    
    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /* 
       STM32H7xx HAL 庫初始化，此時系統用的還是H7自帶的64MHz，HSI時鐘:
       - 調用函數HAL_InitTick，初始化滴答時鐘中斷1ms。
       - 設置NVIV優先級分組爲4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系統時鐘到400MHz
       - 切換使用HSE。
       - 此函數會更新全局變量SystemCoreClock，並重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用於代碼執行時間測量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默認不開啓，如果要使能此選項，務必看V7開發板用戶手冊第xx章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder並開啓 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
bsp_InitDWT();      /* 初始化DWT時鐘週期計數器 */       
    bsp_InitKey();         /* 按鍵初始化，要放在滴答定時器之前，因爲按鈕檢測是通過滴答定時器掃描 */
    bsp_InitTimer();       /* 初始化滴答定時器 */
    bsp_InitLPUart();     /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();     /* 初始化FMC總線74HC574擴展IO. 必須在 bsp_InitLed()前執行 */    
    bsp_InitLed();         /* 初始化LED */    
bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */

    /* 針對不同的應用程序，添加需要的底層驅動模塊初始化函數 */    
    bsp_InitAD7606();    /* 配置AD7606所用的GPIO */
}

MPU配置和Cache配置：

數據Cache和指令Cache都開啓。配置了AXI SRAM區（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的擴展IO區。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: MPU_Config
*    功能說明: 配置MPU
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU屬性爲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擴展IO的MPU屬性爲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 數 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能說明: 使能L1 Cache
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

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

每10ms調用一次按鍵處理：

按鍵處理是在滴答定時器中斷裏面實現，每10ms執行一次檢測。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: bsp_RunPer10ms
*    功能說明: 該函數每隔10ms被Systick中斷調用1次。詳見 bsp_timer.c的定時中斷服務程序。一些處理時間要求
*              不嚴格的任務可以放在此函數。比如：按鍵掃描、蜂鳴器鳴叫控制等。
*    形    參: 無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_RunPer10ms(void)
{
    bsp_KeyScan10ms();
}

主功能：

主程序實現如下操作：

啓動一個自動重裝軟件定時器，每100ms翻轉一次LED2。
上電後插入ADS1256模塊到右上角CN26（2*6P雙排母）, 程序每1秒打印一次8通道採樣數據。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: main
*    功能說明: c程序入口
*    形    參: 無
*    返 回 值: 錯誤代碼(無需處理)
*********************************************************************************************************
*/
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);    /* 等待上電穩定，等基準電壓電路穩定, bsp_InitADS1256() 內部會進行自校準 */

    bsp_InitADS1256();    /* 初始化配置ADS1256.  PGA=1, DRATE=30KSPS, BUFEN=1, 輸入正負5V */
    
    
    /* 打印芯片ID (通過讀ID可以判斷硬件接口是否正常) , 正常時狀態寄存器的高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參數： 增益1:1, 數據輸出速率 30Hz */

/* 啓動中斷掃描模式, 輪流採集8個通道的ADC數據. 通過 ADS1256_GetAdc() 函數來讀取這些數據 */
    ADS1256_StartScan();    
    
    bsp_StartAutoTimer(0, 1000);    /* 啓動1個100ms的自動重裝的定時器 */

    /* 進入主程序循環體 */
    while (1)
    {
        bsp_Idle();        /* 這個函數在bsp.c文件。用戶可以修改這個函數實現CPU休眠和餵狗 */
        

        if (bsp_CheckTimer(0))    /* 判斷定時器超時時間 */
        {
            /* 每隔1000ms 進來一次 */
            bsp_LedToggle(2);    /* 翻轉LED的狀態 */
            
            /* 打印採集數據 */
            for (i = 0; i < 8; i++)
            {

                  /*
                    計算公式：2 * VREF/(PGA * (2^23 - 1)) ，這裏VREF是2.5V，PGA = 1
                  */
                   /* 計算實際電壓值（近似估算的），如需準確，請進行校準 */
                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 總結

本章節涉及到的知識點非常多，主要爲大家講解了ADS1256的常用玩法，如果實際項目中用到此芯片需要熟練運用。

【STM32H7教程】第93章 STM32H7的SPI總線應用之驅動ADS1256（8通道24bit ADC, 增益可編程）

第93章 STM32H7的SPI總線應用之驅動ADS1256（8通道24bit ADC, 增益可編程）

93.1 初學者重要提示

93.2 ADC結構分類

93.2.1 SAR ADC（逐次逼近型）

93.2.2 Sigma-Delta ADC

93.2.3 Integrating ADC

93.2.4 FLASH ADC

93.2.5 Pipelined ADC

93.2.6 Two Step ADC

93.3 ADS1256硬件設計

93.3.1 ADS1256硬件接口

93.3.2 ADS1256模塊

93.4 ADS1256關鍵知識點整理（重要）

93.4.1 ADS1256基礎信息

93.4.2 ADS1256常用引腳的作用

93.4.3 ADS1256輸出電壓計算公式

93.4.4 ADS1256時序圖

93.4.5 ADS1256的增益和測量範圍問題

93.4.6 ADS1256輸入緩衝器

93.4.7 ADS1256支持的採樣率

93.4.8 ADS1256的多路選擇器，單端和多端輸入

93.5 ADS1256驅動設計

93.5.1 第1步，ADS1256所涉及到的GPIO配置

93.5.2 第2步，ADS1256的8bit讀寫函數實現

93.5.3 第3步，ADS1256的24bit ADC數據讀取

93.5.4 第3步，ADS1256增益和採樣率配置

93.5.5 第4步，ADS1256啓動採樣

93.5.6 第5步，ADS1256的中斷處理（8通道數據讀取）

93.6 ADS1256板級支持包（bsp_spi_ads1256.c）

93.6.1 函數bsp_InitADS1256

93.6.2 函數ADS1256_CfgADC

93.6.3 函數ADS1256_StartScan

93.6.4 函數ADS1256_SetChannal

93.7 ADS1256實際測量效果（10uV抖動）

93.8 ADS1256驅動移植和使用

93.9 實驗例程設計框架

93.10 實驗例程說明（MDK）

93.11 實驗例程說明（IAR）

93.12 總結