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/*
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需要注意的是模塊使用3.3V供電較穩定，使用5V供電可能回出問題，讀出來的數據有時候是錯的
還有就是AIN1-和AIN2-引腳的電壓最高為1V,AIN1+,AIN2+的最高電壓為2.5V,詳情請見數據手冊說明，
用來檢測開發板3.3V和5V的的電壓也是可以的，一般不會出現問題。
本例程是單極性輸入，增益為1，帶輸入緩沖。帶緩沖可以解決ADC采樣端，由于未進行電壓跟隨而造成的
ADC檢測錯誤。
測試條件：串接3個1K的電阻和一個10K的電阻進行采樣，采樣的結果和萬用表測量的結果基本一致
AD7705的供電電壓盡量不要為5V這點很重要！！！！！不要為5V這點很重要！！！！！
不要為5V這點很重要！！！！！不要為5V這點很重要！！！！！不要為5V這點很重要！！！！！
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*/
#include "AD7705.h"
#include "systick.h"
#define SOFT_SPI /* 定義此行表示使用GPIO模擬SPI接口 */
//#define HARD_SPI /* 定義此行表示使用CPU的硬件SPI接口 */
/* 通道1和通道2的增益,輸入緩沖，單極性 */
#define __CH1_GAIN_BIPOLAR_BUF (GAIN_1 | UNIPOLAR | BUF_EN)
#define __CH2_GAIN_BIPOLAR_BUF (GAIN_1 | UNIPOLAR | BUF_EN)
/*
TM7705模塊野火STM32挑戰者 STM32F429開發板
SCK ------ PE2
DOUT ------ PE4
DIN ------ PE3
CS ------ PE5
DRDY ------ PE6
RST ------ PI8
*/
#if !defined(SOFT_SPI) && !defined(HARD_SPI)
#error "Please define SPI Interface mode : SOFT_SPI or HARD_SPI"
#endif
#ifdef SOFT_SPI /* 軟件SPI */
/* 定義GPIO端口 */
#define RCC_SCK RCC_AHB1Periph_GPIOE
#define PORT_SCK GPIOE
#define PIN_SCK GPIO_Pin_2
#define RCC_DIN RCC_AHB1Periph_GPIOE
#define PORT_DIN GPIOE
#define PIN_DIN GPIO_Pin_3
#define RCC_DOUT RCC_AHB1Periph_GPIOE
#define PORT_DOUT GPIOE
#define PIN_DOUT GPIO_Pin_4
#define RCC_CS RCC_AHB1Periph_GPIOE
#define PORT_CS GPIOE
#define PIN_CS GPIO_Pin_5
#define RCC_DRDY RCC_AHB1Periph_GPIOE
#define PORT_DRDY GPIOE
#define PIN_DRDY GPIO_Pin_6
#define RCC_RESET RCC_AHB1Periph_GPIOI
#define PORT_RESET GPIOI
#define PIN_RESET GPIO_Pin_8
/* 定義口線置0和置1的宏 */
#define RESET_0() GPIO_ResetBits(PORT_RESET, PIN_RESET)
#define RESET_1() GPIO_SetBits(PORT_RESET, PIN_RESET)
#define CS_0() GPIO_ResetBits(PORT_CS, PIN_CS)
#define CS_1() GPIO_SetBits(PORT_CS, PIN_CS)
#define SCK_0() GPIO_ResetBits(PORT_SCK, PIN_SCK)
#define SCK_1() GPIO_SetBits(PORT_SCK, PIN_SCK)
#define DI_0() GPIO_ResetBits(PORT_DIN, PIN_DIN)
#define DI_1() GPIO_SetBits(PORT_DIN, PIN_DIN)
#define DO_IS_HIGH() (GPIO_ReadInputDataBit(PORT_DOUT, PIN_DOUT) == Bit_SET)
#define DRDY_IS_LOW() (GPIO_ReadInputDataBit(PORT_DRDY, PIN_DRDY) == Bit_RESET)
#endif
#ifdef HARD_SPI /* 硬件SPI */
;
#endif
/* 通信寄存器bit定義 */
enum
{
/* 寄存器選擇 RS2 RS1 RS0 */
REG_COMM = 0x00, /* 通信寄存器 */
REG_SETUP = 0x10, /* 設置寄存器 */
REG_CLOCK = 0x20, /* 時鐘寄存器 */
REG_DATA = 0x30, /* 數據寄存器 */
REG_ZERO_CH1 = 0x60, /* CH1 偏移寄存器 */
REG_FULL_CH1 = 0x70, /* CH1 滿量程寄存器 */
REG_ZERO_CH2 = 0x61, /* CH2 偏移寄存器 */
REG_FULL_CH2 = 0x71, /* CH2 滿量程寄存器 */
/* 讀寫操作 */
WRITE = 0x00, /* 寫操作 */
READ = 0x08, /* 讀操作 */
/* 通道 */
CH_1 = 0, /* AIN1+ AIN1- */
CH_2 = 1, /* AIN2+ AIN2- */
CH_3 = 2, /* AIN1- AIN1- */
CH_4 = 3 /* AIN1- AIN2- */
};
/* 設置寄存器bit定義 */
enum
{
MD_NORMAL = (0 << 6), /* 正常模式 */
MD_CAL_SELF = (1 << 6), /* 自校準模式 */
MD_CAL_ZERO = (2 << 6), /* 校準0刻度模式 */
MD_CAL_FULL = (3 << 6), /* 校準滿刻度模式 */
GAIN_1 = (0 << 3), /* 增益 */
GAIN_2 = (1 << 3), /* 增益 */
GAIN_4 = (2 << 3), /* 增益 */
GAIN_8 = (3 << 3), /* 增益 */
GAIN_16 = (4 << 3), /* 增益 */
GAIN_32 = (5 << 3), /* 增益 */
GAIN_64 = (6 << 3), /* 增益 */
GAIN_128 = (7 << 3), /* 增益 */
/* 無論雙極性還是單極性都不改變任何輸入信號的狀態，它只改變輸出數據的代碼和轉換函數上的校準點 */
BIPOLAR = (0 << 2), /* 雙極性輸入 */
UNIPOLAR = (1 << 2), /* 單極性輸入 */
BUF_NO = (0 << 1), /* 輸入無緩沖（內部緩沖器不啟用) */
BUF_EN = (1 << 1), /* 輸入有緩沖 (啟用內部緩沖器) */
FSYNC_0 = 0,
FSYNC_1 = 1 /* 不啟用 */
};
/* 時鐘寄存器bit定義 */
enum
{
CLKDIS_0 = 0x00, /* 時鐘輸出使能（當外接晶振時，必須使能才能振蕩） */
CLKDIS_1 = 0x10, /* 時鐘禁止（當外部提供時鐘時，設置該位可以禁止MCK_OUT引腳輸出時鐘以省電 */
/*
2.4576MHz（CLKDIV=0 ）或為 4.9152MHz （CLKDIV=1 ），CLK 應置 “0”。
1MHz （CLKDIV=0 ）或 2MHz （CLKDIV=1 ），CLK 該位應置 “1”
*/
CLK_4_9152M = 0x08,
CLK_2_4576M = 0x00,
CLK_1M = 0x04,
CLK_2M = 0x0C,
FS_50HZ = 0x00,
FS_60HZ = 0x01,
FS_250HZ = 0x02,
FS_500HZ = 0x04,
// FS_50HZ = 0x04,
// FS_60HZ = 0x05,
// FS_250HZ = 0x06,
// FS_500HZ = 0x07,
/*
四十九、電子秤應用中提高TM7705 精度的方法
當使用主時鐘為 2.4576MHz 時，強烈建議將時鐘寄存器設為 84H,此時數據輸出更新率為10Hz,即每0.1S 輸出一個新數據。
當使用主時鐘為 1MHz 時，強烈建議將時鐘寄存器設為80H, 此時數據輸出更新率為4Hz, 即每0.25S 輸出一個新數據
*/
ZERO_0 = 0x00,
ZERO_1 = 0x80
};
static void TM7705_SyncSPI(void);
static void TM7705_Send8Bit(uint8_t _data);
static uint8_t TM7705_Recive8Bit(void);
static void TM7705_WriteByte(uint8_t _data);
static void TM7705_Write3Byte(uint32_t _data);
static uint8_t TM7705_ReadByte(void);
static uint16_t TM7705_Read2Byte(void);
static uint32_t TM7705_Read3Byte(void);
static void TM7705_WaitDRDY(void);
void TM7705_ResetHard(void);
static void TM7705_Delay(void);
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: bsp_DelayMS
* 功能說明: ms級延遲，延遲精度為正負1ms
* 形參: n : 延遲長度，單位1 ms。 n 應大于2
* 返回值: 無
* 這2個全局變量轉用于 bsp_DelayMS() 函數
*/
extern volatile uint32_t s_uiDelayCount;
extern volatile uint8_t s_ucTimeOutFlag;
/* 開關全局中斷的宏 */
#define ENABLE_INT() __set_PRIMASK(0) /* 使能全局中斷 core_cmFunc.h 的頭文件中*/
#define DISABLE_INT() __set_PRIMASK(1) /* 禁止全局中斷 */
void bsp_DelayMS(uint32_t n)
{
if (n == 0)
{
return;
}
else if (n == 1)
{
n = 2;
}
DISABLE_INT(); /* 關中斷 */
s_uiDelayCount = n;
s_ucTimeOutFlag = 0;
ENABLE_INT(); /* 開中斷 */
while (1)
{
/*
等待延遲時間到
注意：編譯器認為 s_ucTimeOutFlag = 0，所以可能優化錯誤，因此 s_ucTimeOutFlag 變量必須申明為 volatile
*/
if (s_ucTimeOutFlag == 1)
{
break;
}
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: bsp_InitTM7705
* 功能說明: 配置STM32的GPIO和SPI接口，用于連接 TM7705
* 形參: 無
* 返回值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_InitTM7705(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
#ifdef SOFT_SPI /* 軟件SPI */
CS_1();
SCK_1();
DI_1();
/* 打開GPIO時鐘 */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_SCK | RCC_DIN | RCC_DOUT | RCC_CS | RCC_DRDY | RCC_RESET, ENABLE);
/* 配置幾個推完輸出IO */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; /* 設為輸出口 */
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; /* 設為推挽模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; /* 上下拉電阻不使能 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; /* IO口最大速度 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_SCK;
GPIO_Init(PORT_SCK, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_DIN;
GPIO_Init(PORT_DIN, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_CS;
GPIO_Init(PORT_CS, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_RESET;
GPIO_Init(PORT_RESET, &GPIO_InitStructure);
/* 配置GPIO為浮動輸入模式(實際上CPU復位后就是輸入狀態) */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN; /* 設為輸入口 */
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; /* 設為推挽模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; /* 無需上下拉電阻 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /* IO口最大速度 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_DOUT;
GPIO_Init(PORT_DOUT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_DRDY;
GPIO_Init(PORT_DRDY, &GPIO_InitStructure);
#endif
bsp_DelayMS(10);
TM7705_ResetHard(); /* 硬件復位 */
/*
在接口序列丟失的情況下，如果在DIN 高電平的寫操作持續了足夠長的時間（至少 32個串行時鐘周期），
TM7705 將會回到默認狀態。
*/
bsp_DelayMS(5);
TM7705_SyncSPI(); /* 同步SPI接口時序 */
bsp_DelayMS(5);
/* 配置時鐘寄存器通道1*/
TM7705_WriteByte(REG_CLOCK | WRITE | CH_1); /* 先寫通信寄存器，下一步是寫時鐘寄存器 */
TM7705_WriteByte(CLKDIS_0 | CLK_4_9152M | FS_50HZ); /* 刷新速率50Hz */
// TM7705_WriteByte(CLKDIS_0 | CLK_4_9152M | FS_500HZ); /* 刷新速率500Hz */
/* 配置時鐘寄存器通道2*/
TM7705_WriteByte(REG_CLOCK | WRITE | CH_2); /* 先寫通信寄存器，下一步是寫時鐘寄存器 */
TM7705_WriteByte(CLKDIS_0 | CLK_4_9152M | FS_500HZ); /* 刷新速率50Hz */
/* 每次上電進行一次自校準通道2 */
TM7705_CalibSelf(1); /* 內部自校準 CH1 */
bsp_DelayMS(5);
/* 每次上電進行一次自校準 */
TM7705_CalibSelf(2); /* 內部自校準 CH2 */
bsp_DelayMS(5);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_Delay
* 功能說明: CLK之間的延遲，時序延遲. 用于STM32F407 168M主頻
* 形參: 無
* 返回值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void TM7705_Delay(void)
{
uint16_t i;
for (i = 0; i < 5; i++);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_ResetHard
* 功能說明: 硬件復位 TM7705芯片
* 形參: 無
* 返回值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void TM7705_ResetHard(void)
{
RESET_1();
// bsp_DelayMS(1); ///增大延時時間，從407 移植到429上
bsp_DelayMS(5);
RESET_0();
// bsp_DelayMS(2);
bsp_DelayMS(10);
RESET_1();
// bsp_DelayMS(1);
bsp_DelayMS(5);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_SyncSPI
* 功能說明: 同步TM7705芯片SPI接口時序
* 形參: 無
* 返回值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void TM7705_SyncSPI(void)
{
/* AD7705串行接口失步后將其復位。復位后要延時500us再訪問 */
CS_0();
TM7705_Send8Bit(0xFF);
TM7705_Send8Bit(0xFF);
TM7705_Send8Bit(0xFF);
TM7705_Send8Bit(0xFF);
CS_1();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_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 TM7705_Send8Bit(uint8_t _data)
{
uint8_t i;
for(i = 0; i < 8; i++)
{
if (_data & 0x80)
{
DI_1();
}
else
{
DI_0();
}
SCK_0();
_data <<= 1;
TM7705_Delay();
SCK_1();
TM7705_Delay();
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_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 TM7705_Recive8Bit(void)
{
uint8_t i;
uint8_t read = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
SCK_0();
TM7705_Delay();
read = read<<1;
if (DO_IS_HIGH())
{
read++;
}
SCK_1();
TM7705_Delay();
}
return read;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_WriteByte
* 功能說明: 寫入1個字節。帶CS控制
* 形參: _data ：將要寫入的數據
* 返回值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void TM7705_WriteByte(uint8_t _data)
{
CS_0();
TM7705_Send8Bit(_data);
CS_1();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_Write3Byte
* 功能說明: 寫入3個字節。帶CS控制
* 形參: _data ：將要寫入的數據
* 返回值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void TM7705_Write3Byte(uint32_t _data)
{
CS_0();
TM7705_Send8Bit((_data >> 16) & 0xFF);
TM7705_Send8Bit((_data >> 8) & 0xFF);
TM7705_Send8Bit(_data);
CS_1();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_ReadByte
* 功能說明: 從AD芯片讀取一個字（16位）
* 形參: 無
* 返回值: 讀取的字（16位）
*********************************************************************************************************
*/
static uint8_t TM7705_ReadByte(void)
{
uint8_t read;
CS_0();
read = TM7705_Recive8Bit();
CS_1();
return read;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_Read2Byte
* 功能說明: 讀2字節數據
* 形參: 無
* 返回值: 讀取的數據（16位）
*********************************************************************************************************
*/
static uint16_t TM7705_Read2Byte(void)
{
uint16_t read;
CS_0();
read = TM7705_Recive8Bit();
read <<= 8;
read += TM7705_Recive8Bit();
CS_1();
return read;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_Read3Byte
* 功能說明: 讀3字節數據
* 形參: 無
* 返回值: 讀取到的數據（24bit) 高8位固定為0.
*********************************************************************************************************
*/
static uint32_t TM7705_Read3Byte(void)
{
uint32_t read;
CS_0();
read = TM7705_Recive8Bit();
read <<= 8;
read += TM7705_Recive8Bit();
read <<= 8;
read += TM7705_Recive8Bit();
CS_1();
return read;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_WaitDRDY
* 功能說明: 等待內部操作完成。自校準時間較長，需要等待。
* 形參: 無
* 返回值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void TM7705_WaitDRDY(void)
{
uint32_t i;
for (i = 0; i < 4000000; i++)
{
if (DRDY_IS_LOW())
{
break;
}
}
if (i >= 4000000)
{
printf("TM7705_WaitDRDY() Time Out ...\r\n"); /* 調試語句. 用語排錯 */
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_WriteReg
* 功能說明: 寫指定的寄存器
* 形參: _RegID : 寄存器ID
* _RegValue : 寄存器值。對于8位的寄存器，取32位形參的低8bit
* 返回值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void TM7705_WriteReg(uint8_t _RegID, uint32_t _RegValue)
{
uint8_t bits;
switch (_RegID)
{
case REG_COMM: /* 通信寄存器 */
case REG_SETUP: /* 設置寄存器 8bit */
case REG_CLOCK: /* 時鐘寄存器 8bit */
bits = 8;
break;
case REG_ZERO_CH1: /* CH1 偏移寄存器 24bit */
case REG_FULL_CH1: /* CH1 滿量程寄存器 24bit */
case REG_ZERO_CH2: /* CH2 偏移寄存器 24bit */
case REG_FULL_CH2: /* CH2 滿量程寄存器 24bit*/
bits = 24;
break;
case REG_DATA: /* 數據寄存器 16bit */
default:
return;
}
TM7705_WriteByte(_RegID | WRITE); /* 寫通信寄存器, 指定下一步是寫操作，并指定寫哪個寄存器 */
if (bits == 8)
{
TM7705_WriteByte((uint8_t)_RegValue);
}
else /* 24bit */
{
TM7705_Write3Byte(_RegValue);
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_ReadReg
* 功能說明: 讀指定的寄存器
* 形參: _RegID : 寄存器ID
* _RegValue : 寄存器值。對于8位的寄存器，取32位形參的低8bit
* 返回值: 讀到的寄存器值。對于8位的寄存器，取32位形參的低8bit
*********************************************************************************************************
*/
uint32_t TM7705_ReadReg(uint8_t _RegID)
{
uint8_t bits;
uint32_t read;
switch (_RegID)
{
case REG_COMM: /* 通信寄存器 */
case REG_SETUP: /* 設置寄存器 8bit */
case REG_CLOCK: /* 時鐘寄存器 8bit */
bits = 8;
break;
case REG_ZERO_CH1: /* CH1 偏移寄存器 24bit */
case REG_FULL_CH1: /* CH1 滿量程寄存器 24bit */
case REG_ZERO_CH2: /* CH2 偏移寄存器 24bit */
case REG_FULL_CH2: /* CH2 滿量程寄存器 24bit*/
bits = 24;
break;
case REG_DATA: /* 數據寄存器 16bit */
default:
return 0xFFFFFFFF;
}
TM7705_WriteByte(_RegID | READ); /* 寫通信寄存器, 指定下一步是寫操作，并指定寫哪個寄存器 */
if (bits == 16)
{
read = TM7705_Read2Byte();
}
else if (bits == 8)
{
read = TM7705_ReadByte();
}
else /* 24bit */
{
read = TM7705_Read3Byte();
}
return read;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_CalibSelf
* 功能說明: 啟動自校準. 內部自動短接AIN+ AIN-校準0位，內部短接到Vref 校準滿位。此函數執行過程較長，
* 實測約 180ms
* 形參: _ch : ADC通道，1或2
* 返回值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void TM7705_CalibSelf(uint8_t _ch)
{
if (_ch == 1)
{
/* 自校準CH1 */
TM7705_WriteByte(REG_SETUP | WRITE | CH_1); /* 寫通信寄存器，下一步是寫設置寄存器，通道1 */
TM7705_WriteByte(MD_CAL_SELF | __CH1_GAIN_BIPOLAR_BUF | FSYNC_0);/* 啟動自校準 */
TM7705_WaitDRDY(); /* 等待內部操作完成 --- 時間較長，約180ms */
}
else if (_ch == 2)
{
/* 自校準CH2 */
TM7705_WriteByte(REG_SETUP | WRITE | CH_2); /* 寫通信寄存器，下一步是寫設置寄存器，通道2 */
TM7705_WriteByte(MD_CAL_SELF | __CH2_GAIN_BIPOLAR_BUF | FSYNC_0); /* 啟動自校準 */
TM7705_WaitDRDY(); /* 等待內部操作完成 --- 時間較長，約180ms */
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函數名: TM7705_SytemCalibZero
* 功能說明: 啟動系統校準零位. 請將AIN+ AIN-短接后，執行該函數。校準應該由主程序控制并保存校準參數。
* 執行完畢后。可以通過 TM7705_ReadReg(REG_ZERO_CH1) 和 TM7705_ReadReg(REG_ZERO_CH2) 讀取校準參數。
* 形參: _ch : ADC通道，1或2
* 返回值: 無
*********************************************************************************************************
*/
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