关于STM32H7的FMC总线应用之驱动AD7606你想知道的都在这

•   AD7606 的配置很简单，它没有内部寄存器，量程范围和过采样参数是通过外部IO控制的，采样速率由MCU或DSP提供的脉冲频率控制。
  
•   AD7606必须使用单5V供电。而AD7606和MCU之间的通信接口电平由VIO（VDRIVE）引脚控制。也就是说VIO必须接单片机的电源，可以是3.3V也可以是5V（范围2.3V – 5V）。
  
•   正确的理解过采样，比如我们设置是1Ksps采样率，64倍过采样。意思是指每次采样，AD7606会采样64次数据并求平均，相当于AD7606以64Ksps进行采样的，只是将每64个采样点的值做了平均，用户得到的值就是平均后的数值。因此，如果使用AD7606最高的200Ksps采样率，就不可以使用过采样了。
  
•   STM32H7驱动AD7606配合J-Scope实时输出，效果绝了，堪比示波器http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=97393 。使用方法详解本章节77.8小节。
  
•   本章配套例子的串口数据展示推荐使用SecureCRT，因为数据展示做了特别处理，方便采集数据在串口软件同一个位置不断刷新。
  
•   AD7606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。
  
•   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 。
  
•   测试本章配套例子前重要提示：
  
  

• 
  
  
  
  
  
  •   测试时，务必使用外置电源为开发板供电，因为AD7606需要5V供电电压。板子上插入AD7606模块时，注意对齐。
    
  •   板子上电后，默认是软件定时采集，0.5秒一次，适合串口展示数据。
    
  •   如果需要使用J-Scope实时展示采集的波形效果，需要按下K2按键切换到FIFO模式。
    
  •   如果使用的JLINK速度不够快，导致J-Scope无法最高速度实时上传，可以使用摇杆上下键设置过采样来降低上传速度。
    
  •   默认情况下，程序仅上传了AD7606通道1采集的数据。
    
    
  
  

76.2 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。
   
  

  

  76.2.1 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。
  76.2.2 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。
  76.2.3 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。
  76.2.4 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。
  76.2.5 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。
  76.2.6 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。
  76.3 AD7606硬件设计

  这里将开发板上的AD7606硬件接口，普通型AD7606模块，屏蔽型AD7606模块和磁耦高速隔离型AD7606模块为大家做个说明。
  AD7606的原理图下载：
  http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=97547 。
  76.3.1 AD7606硬件接口

  V7板子上AD7606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：
  
  

  

  模块引脚说明：
  

•   OS2 OS1 OS2 ：
  
  

组合状态选择过采样模式。
  

• 
  
  
  
  
  
  •   000表示无过采样，最大200Ksps采样速率。
    
  •   001表示2倍过采样， 也就是硬件内部采集2个样本求平均。
    
  •   010表示4倍过采样， 也就是硬件内部采集4个样本求平均。
    
  •   011表示8倍过采样， 也就是硬件内部采集8个样本求平均。
    
  •   100表示16倍过采样， 也就是硬件内部采集16个样本求平均。
    
  •   101表示32倍过采样， 也就是硬件内部采集32个样本求平均。
    
  •   110表示64倍过采样， 也就是硬件内部采集64个样本求平均。
    
    
  
  

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。
  

•   CVA，CVB ：
  
  

启动AD转换的控制信号。CVA决定1-4通道，CVB决定5-8通道。2个信号可以错开短暂的时间。一般情况可以将CVA，CVB并联在一起。
  

•   RAGE :
  
  

量程范围选择。0表示正负5V, 1表示正负10V。
  

• RD :
  
  

读信号。
  

•   RST :
  
  

复位信号。
  

•   BUSY :
  
  

忙信号。
  

•   CS :
  
  

片选信号。
  

•   FRST :
  
  

第1个通道样本的指示信号。【注，此引脚可以省略不使用】
  

•   VIO :
  
  

通信接口电平。
  

•   DB0-DB15 :
  
  

数据总线。
   
  如果采用SPI接口方式，接线框图如下：
  
  

  

  76.3.2 AD7606模块（通用版）

  产品规格：
  1、 16bit分辨率，内置基准，单5V供电。
  2、 8路模拟输入，阻抗1M欧姆。【无需负电源，无需前端模拟运放电路，可直接接传感器输出】
  3、 输入范围可以选择正负5V或者正负10V，可通过IO控制量程。
  4、 最大采样频率 200Ksps，支持8档过采样设置（可以有效降低抖动）。
  5、 通信接口支持SPI或16位总线方式（也支持8位总线，一般用的比较少），接口IO电平可以是5V或3.3V。
  重要提示：
  1、 AD7606的配置很简单，它没有内部寄存器。量程范围和过采样参数是通过外部IO控制的。采样速率由MCU或DSP提供的脉冲频率控制。
  2、 AD7606必须使用单5V供电。
  3、 AD7606和MCU之间的通信接口电平由VIO（VDRIVE）引脚控制。也就是说VIO必须接单片机的电源，可以是3.3V也可以是5V。
  产品效果：
   
  
  

  

  
  

  

   
  

  

  8080或者SPI接口方式选择
  出厂的AD7606模块缺省是8080并行接口，如果用SPI接口模式，需要修改R1、R2电阻配置。
  并口模式跳线：R1 悬空（不贴），R2贴10K电阻。
  SPI接口模式跳线：R1 贴10K电阻，R2 悬空（不贴）。
  
  

  

  76.3.3 AD7606模块（屏蔽版）

  屏蔽版主要是为了更好的应对复杂的电磁工作，软件代码与非屏蔽版是一样的：
  
  

  

   
  

  

   
  

  

   
  

  

   
  

  

   
  76.3.4 AD7606模块（磁耦高速隔离）

  该款ADC模块采用磁耦隔离技术隔离SPI通信接口，采用DC-DC隔离电源模块隔离供电电源。高速SPI接口，ADC主芯片采用AD7606芯片。8通道200KHz采样。量程和滤波设置通过短路焊点设置。
  产品规格
  模拟通道 ： 8路同步采集。
  采样频率 ： 最大200KHz。
  ADC分辨率 ： 16bit。
  输入量程 ： 正负5V或正负10V (通过焊点切换）。
  滤波设置 ： 0 - 64 共7级硬件均值滤波。
  供电电压 ： 5.0V,  耗电最大50mA。
  通信接口 ： SPI，最大时钟频率 16MHz。
  接口电平 ： 3.3V 或 5V  (3.3V时，耗电15mA）。
  产品特点
  1、电源隔离，隔离电压1500V。
  2、SPI通信接口隔离，高速磁耦隔离技术。
  3、短路点切换量程和过采样（滤波）参数。
  4、体积小，2.0mm间距排针，节约主板面积。
  产品效果：
  
  

  

   
  

  

  引脚定义和接线图：
   
   
  

  

  
  

  

   
  

  

  76.4 AD7606关键知识点整理（重要）

  驱动AD7606需要对下面这些知识点有个认识。
  76.4.1 AD7606基础信息

  

•   支持8通道同步采样，每个通道最高200Ksps，16bit分辨率。
  
•   真双极模拟输入范围：±10V、±5V。
  
•   5V单模拟电源，VDRIVER支持2.3V到5V。
  
•   完全集成的数据采集解决方案：
  
  
  
  
  •   模拟输入钳位保护，可以耐受±16.5V的电压。
    
  •   具有1MΩ模拟输入阻抗的输入缓冲器。
    
  •   二阶抗混叠模拟滤波器。
    
  • 片内精密基准电压及缓冲。
    
  •   通过数字滤波器，提供过采样功能。
    
    
  
  
•   灵活的并行/串行即可，支持SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP等。
  
•   性能
  
  
  
  
  
  •   模拟输入通道提供7KV ESD。
    
  •   95.5dB SNR，-107dB THD，±0.5 LSB INL，±0.5 LSB DNL。
    
  •   低功耗：100mW。
    
  •   待机功耗：25mW。
    
    
  
  

  
  

  

  76.4.2 AD7606常用引脚的作用

  AD7606的封装形式：
   
  
  

  

  
  

  

  这里把常用的几个引脚做个说明：
  

•   AVcc
  
  

模拟电源电压，4.75V到5.25V。这是内部前端放大器和ADC内核的电源电压。应将这些电压引脚去偶接AGND。
  

•   AGND
  
  

模拟地，这些引脚是AD7606上所有模拟电路的接地基准点。所有模拟输入信号和外部基准信号都应参考这些引脚。
  

•   OS2 OS1 OS2 ：
  
  

组合状态选择过采样模式。
  

• 
  
  
  
  
  
  •   000表示无过采样，最大200Ksps采样速率。
    
  •   001表示2倍过采样， 也就是硬件内部采集2个样本求平均。
    
  •   010表示4倍过采样， 也就是硬件内部采集4个样本求平均。
    
  •   011表示8倍过采样， 也就是硬件内部采集8个样本求平均。
    
  •   100表示16倍过采样， 也就是硬件内部采集16个样本求平均。
    
  •   101表示32倍过采样， 也就是硬件内部采集32个样本求平均。
    
  •   110表示64倍过采样， 也就是硬件内部采集64个样本求平均。
    
    
  
  

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。
  

•   CONVSTA，CONVSTB ：
  
  

启动AD转换的控制信号。CONVSTA决定1-4通道，CONVSTB决定5-8通道。2个信号可以错开短暂的时间。一般情况可以将CVA，CVB并联在一起。
  

•   RAGE :
  
  

量程范围选择。0表示正负5V, 1表示正负10V.
  

• RD /SCL:
  
  

读信号，低电平有效。
  

•   RESET
  
  

复位信号。
  

•   BUSY :
  
  

CONVST A和CONVST B均达到上升沿后，此引脚变为逻辑高电平，表示转换过程已经开始，BUSY输出保持高电平，直到所有通道的转换过程完成为止。BUSY下降沿表示转换数据正被锁存至输出数据寄存器，此时用户就可以读取数据。
  

•   CS :
  
  

片选信号，低电平有效。
  

•   FRST :
  
  

第1个通道样本的指示信号。【注，此引脚可以省略不使用】
  

•   VDriver:
  
  

通信接口电平。
  

•   DB0-DB15 :
  
  

数据总线。
  

•   REF SELECT
  
  

内部/外部基准电压选择。如果设置此引脚设为逻辑高电平，使用内部基准电压。如果此引脚设为逻辑低电平，则内部基准电压禁止，必须将外部基准电压加到REFIN/REFOUT引脚。
  

•   REFIN/REFOUT
  
  

基准电压输入（REFIN）/基准电压输出（REFOUT）引脚，如果REF SELECT引脚设置为逻辑高电平，此引脚将提供2.5V片内基准电压供外部使用。或者可以将REF SELECT引脚设置为逻辑低电平将禁止用内部基准电压。
  

•   V1到V8
  
  

模拟输入，此引脚为单端模拟输入，此通道的模拟输入范围由RANGE引脚决定。
  

•   V1GND到V8GND
  
  

模拟输入接地引脚，这些引脚与模拟输入引脚V1到V8对应，所有模拟输入AGND引脚都应连接到系统的AGND平面。
  76.4.3 AD7606输出电压计算公式

  AD7606的计算公式如下：
  
  

  

   
  采用二进制补码（其实就是16bit有符号数，将转换结果定义为int16_t即可），因为AD7606支持正负压采集。
  

•   VIN
  
  

AD7606采集到的电压值范围-32768到32767。
  

•   REF
  
  

一般使用内部基准，即2.5V。
  76.4.4 AD7606时序图

  了解时序参数是驱动AD7606能否成功的关键，我们这里对几个重要的参数做个说明。
  1、AD7606的CONVST转换时序（转换之后读取数据）：
   
  

  

  

•   t5
  
  

CONVST A和CONVST B上升沿之间最大允许的延迟时间。一般我们是用一根控制线同时控制CONVST A和CONVST B，因此可以不用管这个时间。
  

•   tCYCLE
  
  

并行模式，转换后并读取数据的最大值是5us，即最高支持的时钟速度是20MHz及其以上。
  

•   tCONV
  
  

转换时间。
  
  

  

  

•   t3
  
  

最短的CONVST A/B电平脉冲，最小值25ns。
  

•   t4
  
  

BUSY下降沿到CS下降沿设置时间，最小值0ns，所以可以忽略。
   
  2、AD7606的并行驱动模式有两种时序图，一个是独立的CS片选和RD读信号时序图：
   
  

  

  

•   t8
  
  

CS到RD的设置时间，最小值是0ns，可以忽略。
  

•   t10
  
  

RD读信号的低电平脉冲宽度，通信电压不同，时间不同。对于STM32来说，FMC通信电平一般是3.3V，即最小值21ns。
  
  

  

  

•   t11
  
  

RD高电平脉冲宽度，最小值15ns。
  

•   t9
  
  

CS到RD保持时间，最小值0ns，可以忽略。
  

•   13到t17
  
  

这几个参数了解下即可：
   
  

  

  3、另一个是CS片选和RD相连的方式：
   
  

  

  这个时序里面最重要的是t12。
  

•   t12
  
  

CS和RD的高电平脉冲宽度，最小值22ns。
   
  第2个和第3个时序图的主要区别是连续读取8路数据时，一个CS信号是全程低电平，另一个CS信号是与RD信号同步，每读取完一路，拉高一次。
  76.4.5 AD7606的过采样

  使用过采样可以改善SNR信噪比。SNR性能随着过采样倍率提高而改善，具体参数如下：
   
  

  

  通过这个表，我们可以方便的了解不同过采样下的信噪比，3dB带宽时的频率和最高支持的采样率。
  注意正确的理解过采样，比如我们设置是1Ksps采样率，64倍过采样。意思是指每次采样，AD7606会采样64次数据并求平均，相当于AD7606以64Ksps进行采样的，只是将每64个采样点的值做了平均，用户得到的值就是平均后的数值。因此，如果使用AD7606最高的200Ksps采样率，就不可以使用过采样了。
  76.5 AD7606的FMC接口硬件设计

  FMC硬件接口涉及到的知识点稍多，下面逐一为大家做个说明。
  76.5.1 FMC的块区分配

  FMC总线可操作的地址范围0x60000000到0xDFFFFFFF，具体的框图如下：
  
  

  

   
  从上面的框图可以看出，NOR/PSRAM/SRAM块区有4个片选NE1，NE2，NE3和NE4，但由于引脚复用，部分片选对应的引脚要用于其他功能，而且要控制的总线外设较多，导致片选不够用。因此需要增加译码器。
  76.5.2 译码器及其地址计算

  有了前面的认识之后再来看下面的译码器电路：
   
  

  

  SN74LVC1G139APWR是双2-4线地址译码器，也就是带了两个译码器。原理图上仅用了一个。下面是139的真值表和引脚功能：
  
  

  

  
  

  

   
  通过上面的原理图和真值表就比较好理解了，真值表的输出是由片选FMC_NE1和地址线FMC_A10、FMC_A11控制。
  FMC_NE1 输出低电平：
  

•   FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 00时，1Y0输出的低电平，选择的是OLED。
  
•   FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 01时，1Y1输出的低电平，选择的是74HC574。
  
•   FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 10时，1Y2输出的低电平，选择的是DM9000。
  
•   FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 11时，1Y3输出的低电平，选择的是AD7606。
  
  

然后我们再计算译码器的地址，注意，这里地址的计算都是按照FMC的32bit访问模式计算的，因为我们的V7程序中是将NE1对应的FMC配置为32bit模式了。
  具体FMC的32bit访问模式，16bit访问模式和8bit访问模式的区别在第47章的2.4小节有详细讲解。
   
  

  

  32bit模式下，我们计算A10和A11的时候，实际上需要按HADDR12和HADDR13计算的。
  如果来算NE1 + HADDR12 + HADDR13的四种组合地址就是如下：
  NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x60000000 +  0<<13 + 0<<12 = 0x60000000
  NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x60000000 +  0<<13 + 1<<12 = 0x60001000
  NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x60000000 +  1<<13 + 0<<12 = 0x60002000
  NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x60000000 +  1<<13 + 1<<12 = 0x60003000
  这样一来，原理图里面给的地址就对应上了。同理如果配置为16位模式和8位模式，大家应该也都会计算了。
  76.6 AD7606的FMC接口驱动设计

  AD7606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。
  76.6.1 第1步，AD7606整体驱动框架设计

  主要实现了两种采集方式：
  （1）软件定时获取方式，适合低速查询获取。
  （2）FIFO工作模式，适合8路实时采集，支持最高采样率200Ksps。
   
  

•   方案一：软件定时获取方式代码框架：
  
  

可以在硬件定时器中断服务程序或者软件定时器里面实现。
  定时器中断ISR： {     中断入口； 读取8个通道的采样结果保存到RAM；  ----> 读取的是上次的采集结果，对于连续采集来说，是没有关系的     启动下次ADC采集；（翻转CVA和CVB）     中断返回； }   
  定时器的频率就是ADC采样频率。这种模式可以不连接BUSY口线。
  

•   方案二：FIFO工作模式框架：
  
  

    配置CVA、CVB引脚为PWM输出模式，周期设置为需要的采样频率，之后MCU将产生周期非常稳定的AD转换信号
      将BUSY口线设置为中断下降沿触发模式；
  外部中断ISR： {     中断入口；     读取8个通道的采样结果保存到RAM； }   
  

•   方案1和方案2的差异
  
  

（1）方案1 可以少用 BUSY口线，但是其他中断服务程序或者主程序临时关闭全局中断时，可能导致ADC转换周期存在轻微抖动。
  （2）方案2 可以确保采集时钟的稳定性，因为它是MCU硬件产生的，但是需要多接一根BUSY口线。
  76.6.2 第2步，AD7606所涉及到的GPIO配置

  
这里需要把用到的GPIO时钟、FMC时钟、GPIO引脚和复用配置好即可：


/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_CtrlLinesConfig
*    功能说明: 配置GPIO口线，FMC管脚设置为复用功能
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
/*
    安富莱STM32-H7开发板接线方法：4片74HC574挂在FMC 32位总线上。1个地址端口可以扩展出32个IO
    PD0/FMC_D2
    PD1/FMC_D3
    PD4/FMC_NOE        ---- 读控制信号，OE = Output Enable ， N 表示低有效
    PD5/FMC_NWE        -XX- 写控制信号，AD7606 只有读，无写信号
    PD8/FMC_D13
    PD9/FMC_D14
    PD10/FMC_D15
    PD14/FMC_D0
    PD15/FMC_D1


    PE7/FMC_D4
    PE8/FMC_D5
    PE9/FMC_D6
    PE10/FMC_D7
    PE11/FMC_D8
    PE12/FMC_D9
    PE13/FMC_D10
    PE14/FMC_D11
    PE15/FMC_D12
   
    PG0/FMC_A10        --- 和主片选FMC_NE2一起译码
    PG1/FMC_A11        --- 和主片选FMC_NE2一起译码
    PD7/FMC_NE1        --- 主片选（OLED, 74HC574, DM9000, AD7606）   


     +-------------------+------------------+
     +   32-bits Mode: D31-D16              +
     +-------------------+------------------+
     | PH8 <-> FMC_D16   | PI0 <-> FMC_D24  |
     | PH9 <-> FMC_D17   | PI1 <-> FMC_D25  |
     | PH10 <-> FMC_D18  | PI2 <-> FMC_D26  |
     | PH11 <-> FMC_D19  | PI3 <-> FMC_D27  |
     | PH12 <-> FMC_D20  | PI6 <-> FMC_D28  |
     | PH13 <-> FMC_D21  | PI7 <-> FMC_D29  |
     | PH14 <-> FMC_D22  | PI9 <-> FMC_D30  |
     | PH15 <-> FMC_D23  | PI10 <-> FMC_D31 |
     +------------------+-------------------+
*/


/*
    控制AD7606参数的其他IO分配在扩展的74HC574上
    X13 - AD7606_OS0
    X14 - AD7606_OS1
    X15 - AD7606_OS2
    X24 - AD7606_RESET
    X25 - AD7606_RAGE   
   
    PE5 - AD7606_BUSY
*/
static void AD7606_CtrlLinesConfig(void)
{
    /* bsp_fm_io 已配置fmc，bsp_InitExtIO();
       此处可以不必重复配置
    */


    GPIO_InitTypeDef gpio_init_structure;


    /* 使能 GPIO时钟 */
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE();


    /* 使能FMC时钟 */
    __HAL_RCC_FMC_CLK_ENABLE();


    /* 设置 GPIOD 相关的IO为复用推挽输出 */
    gpio_init_structure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    gpio_init_structure.Pull = GPIO_PULLUP;
    gpio_init_structure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    gpio_init_structure.Alternate = GPIO_AF12_FMC;
   
    /* 配置GPIOD */
    gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_7 |
                                GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_14 |
                                GPIO_PIN_15;
    HAL_GPIO_Init(GPIOD, &gpio_init_structure);


    /* 配置GPIOE */
    gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 |
                                GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 |
                                GPIO_PIN_15;
    HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_structure);


    /* 配置GPIOG */
    gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOG, &gpio_init_structure);
   
    /* 配置GPIOH */
    gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12
                        | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15;
    HAL_GPIO_Init(GPIOH, &gpio_init_structure);


    /* 配置GPIOI */
    gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3 | GPIO_PIN_6
                        | GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10;
    HAL_GPIO_Init(GPIOI, &gpio_init_structure);
   
   
    /* 配置BUSY引脚，默认是普通IO状态 */
    {
        GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
   
        __HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();
               
        BUSY_RCC_GPIO_CLK_ENABLE();        /* 打开GPIO时钟 */


        /* BUSY信号，使用的PE5，用于转换完毕检测 */
        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;   /* 设置推挽输出 */
        GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;       /* 无上拉下拉 */
        GPIO_InitStructure.Pin = BUSY_PIN;           
        HAL_GPIO_Init(BUSY_GPIO, &GPIO_InitStructure);   
    }
   
    /* CONVST 启动ADC转换的GPIO = PC6 */
    {
        GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
        CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE();


        /* 配置PC6 */
        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;        /* 设置推挽输出 */
        GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;            /* 上下拉电阻不使能 */
        GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;  /* GPIO速度等级 */   


        GPIO_InitStructure.Pin = CONVST_PIN;   
        HAL_GPIO_Init(CONVST_GPIO, &GPIO_InitStructure);   
    }
}



这里重点注意AD7606_CONVST和AD7606_BUSY引脚，上电后的默认配置是普通IO。另外还有过采样的3个引脚，量程配置的1个引脚和复位控制的1个引脚，均通过V7板子的扩展IO实现：


/* 设置过采样的IO, 在扩展的74HC574上 */
#define OS0_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS0, 1)
#define OS0_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS0, 0)
#define OS1_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS1, 1)
#define OS1_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS1, 0)
#define OS2_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS2, 1)
#define OS2_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS2, 0)


/* 设置输入量程的GPIO, 在扩展的74HC574上 */
#define RANGE_1()    HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 1)
#define RANGE_0()    HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 0)


/* AD7606复位口线, 在扩展的74HC574上 */
#define RESET_1()    HC574_SetPin(AD7606_RESET, 1)
#define RESET_0()    HC574_SetPin(AD7606_RESET, 0)


  76.6.3 第3步，FMC的时钟源选择

  使用FMC可以选择如下几种时钟源HCLK3，PLL1Q，PLL2R和PER_CK：
  
  

  

  我们这里直接使用HCLK3，配置STM32H7的主频为400MHz的时候，HCLK3输出的200MHz，这个速度是FMC支持的最高时钟，正好用于这里：
  
  

  

   
  76.6.4 第4步，FMC的时序配置（重要）

  由于操作AD7606仅需要读操作，而且使用的是FMC总线的Mode_A，那么仅需按照如下时序图配置好即可：
  
  

  

  根据这个时序图，重点配置好ADDSET地址建立时间和DATAST数据建立时间即可。
  

•   DATAST（DataSetupTime，数据建立时间）
  
  

DATAST实际上对应的就是76.4.4小节里面的t10 。RD读信号的低电平脉冲宽度，通信电压不同，时间不同，对于STM32来说，FMC通信电平一般是3.3V，即最小值21ns。
   
  

  

  

•   ADDST（AddressSetupTime，地址建立时间）
  
  

DATAST实际上对应的就是76.4.4小节里面的t11 或者t12。
  

• 
  
  
  
  
  
  •   如果采用CS（NEx）片选和RD（NOE）读信号独立方式，对应的时间最小15ns，即t11 。
    
  •   如果采用CS（NEx）片选和RD（NOE）读信号并联方式，对应的时间最小22ns，即t12  。
    
    
  
  

我们这里将t12作为最小值更合理，因为CS（NEx）片选信号，每读取完毕一路，拉高一次。
   
  有了这些认识后，再来看FMC的时序配置就比较好理解了：

1.    /*
2.    ******************************************************************************************************
3.    *    函 数 名: AD7606_FSMCConfig
4.    *    功能说明: 配置FSMC并口访问时序
5.    *    形    参: 无
6.    *    返 回 值: 无
7.    ******************************************************************************************************
8.    */
9.    static void AD7606_FSMCConfig(void)
10.    {
11.        /*
12.           DM9000，扩展IO，OLED和AD7606公用一个FMC配置，如果都开启，请以FMC速度最慢的为准。
13.           从而保证所有外设都可以正常工作。
14.        */
15.        SRAM_HandleTypeDef hsram = {0};
16.        FMC_NORSRAM_TimingTypeDef SRAM_Timing = {0};
17.            
18.       /*
19.        AD7606规格书要求(3.3V时，通信电平Vdriver)：RD读信号低电平脉冲宽度最短21ns，对应DataSetupTime
20.        CS片选和RD读信号独立方式的高电平脉冲最短宽度15ns。
21.        CS片选和RD读信号并联方式的高电平脉冲最短宽度22ns。
22.        这里将22ns作为最小值更合理些，对应FMC的AddressSetupTime。
23.        
24.            5-x-5-x-x-x  : RD高持续25ns， 低电平持续25ns. 读取8路样本数据到内存差不多就是400ns。
25.        */
26.        hsram.Instance  = FMC_NORSRAM_DEVICE;
27.        hsram.Extended  = FMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;
28.        
29.        /* FMC使用的HCLK3，主频200MHz，1个FMC时钟周期就是5ns */
30.        SRAM_Timing.AddressSetupTime       = 5; /* 5*5ns=25ns，地址建立时间，范围0 -15个FMC时钟周期个数 */
31.        SRAM_Timing.AddressHoldTime        = 2; /* 地址保持时间，配置为模式A时，用不到此参数 范围1 -15个
32.                                                    时钟周期个数 */
33.        SRAM_Timing.DataSetupTime          = 5;  /* 5*5ns=25ns，数据建立时间，范围1 -255个时钟周期个数 */
34.        SRAM_Timing.BusTurnAroundDuration  = 1;  /* 此配置用不到这个参数 */
35.        SRAM_Timing.CLKDivision            = 2;  /* 此配置用不到这个参数 */
36.        SRAM_Timing.DataLatency            = 2;  /* 此配置用不到这个参数 */
37.        SRAM_Timing.AccessMode             = FMC_ACCESS_MODE_A; /* 配置为模式A */
38.        hsram.Init.NSBank             = FMC_NORSRAM_BANK1;              /* 使用的BANK1，即使用的片选
39.                                                                            FMC_NE1 */
40.        hsram.Init.DataAddressMux     = FMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE;   /* 禁止地址数据复用 */
41.        hsram.Init.MemoryType         = FMC_MEMORY_TYPE_SRAM;           /* 存储器类型SRAM */
42.        hsram.Init.MemoryDataWidth    = FMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_32;   /* 32位总线宽度 */
43.        hsram.Init.BurstAccessMode    = FMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE;  /* 关闭突发模式 */
44.        hsram.Init.WaitSignalPolarity = FMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW;   /* 用于设置等待信号的极性，关闭突
45.                                                                            发模式，此参数无效 */
46.        hsram.Init.WaitSignalActive   = FMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;      /* 关闭突发模式，此参数无效 */
47.        hsram.Init.WriteOperation     = FMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;     /* 用于使能或者禁止写保护 */
48.        hsram.Init.WaitSignal         = FMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;        /* 关闭突发模式，此参数无效 */
49.        hsram.Init.ExtendedMode       = FMC_EXTENDED_MODE_DISABLE;      /* 禁止扩展模式 */
50.        hsram.Init.AsynchronousWait   = FMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;  /* 用于异步传输期间，使能或者禁止
51.                                                                            等待信号，这里选择关闭 */
52.        hsram.Init.WriteBurst         = FMC_WRITE_BURST_DISABLE;        /* 禁止写突发 */
53.        hsram.Init.ContinuousClock    = FMC_CONTINUOUS_CLOCK_SYNC_ONLY; /* 仅同步模式才做时钟输出 */
54.        hsram.Init.WriteFifo          = FMC_WRITE_FIFO_ENABLE;          /* 使能写FIFO */
55.   
56.        /* 初始化SRAM控制器 */
57.        if (HAL_SRAM_Init(&hsram, &SRAM_Timing, &SRAM_Timing) != HAL_OK)
58.        {
59.            /* 初始化错误 */
60.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
61.        }   
62.    }



  这里把几个关键的地方阐释下：
  

•   第15- 16行，对作为局部变量的HAL库结构体做初始化，防止不确定值配置时出问题。
  
•   第30行，地址建立时间，对于AD7606来说，这个地方最小值22ns。保险起见，这里取值5个FMC时钟周期，即25ns。
  
•   第31行，地址保持时间，对于FMC模式A来说，此参数用不到。
  
•   第33行，数据建立时间，对于AD7606来说，这个地方最小值是21ns，保险起见，这里取值5个FMC时钟周期，即25ns。
  
•   第34 – 36行，当前配置用不到这三个参数。
  
•   第38行，使用的BANK1，即使用的片选FMC_NE1。
  
  

76.6.5 第5步，FMC的MPU配置

  实际测试发现，使能FMC_NE1所管理的存储区的Cache功能后，会出现扩展IO的NE片选和NWE信号输出2次的问题。经过各种Cache方式配置、FMC带宽配置、操作FMC时的数据位宽设置，发现禁止了Cache功能就正常了，也就是说，设置FMC_NE1所管理的存储区MPU属性为Device或者Strongly Ordered即可。
  
/* 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);
————————————————


  MPU配置中直接从FMC_NE1的首地址开始配置，设置了64KB空间的属性。将FMC_NE1通过译码器所管理的所有设备地址全部设置为此配置：
   
  

  

  76.6.6 第6步，AD7606的软件定时器读取数据（方案一）

  AD7606的软件定时器读取方式比较简单，周期性调用下面两个函数即可：
  
AD7606_ReadNowAdc();        /* 读取采样结果 */
AD7606_StartConvst();        /* 启动下次转换 */
函数AD7606_ReadNowAdc的实现如下：


/* AD7606 FSMC总线地址，只能读，无需写 */
#define AD7606_RESULT()    *(__IO uint16_t *)0x60003000


void AD7606_ReadNowAdc(void)
{
    g_tAD7606.sNowAdc[0] = AD7606_RESULT();    /* 读第1路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[1] = AD7606_RESULT();    /* 读第2路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[2] = AD7606_RESULT();    /* 读第3路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[3] = AD7606_RESULT();    /* 读第4路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[4] = AD7606_RESULT();    /* 读第5路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[5] = AD7606_RESULT();    /* 读第6路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[6] = AD7606_RESULT();    /* 读第7路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[7] = AD7606_RESULT();    /* 读第8路样本 */


    AD7606_SEGGER_RTTOUT();
}
启动ADC转换的函数实现如下：


/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_StartConvst
*    功能说明: 启动1次ADC转换
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_StartConvst(void)
{
    /* page 7：  CONVST 高电平脉冲宽度和低电平脉冲宽度最短 25ns */
    /* CONVST平时为高 */
    CONVST_0();
    CONVST_0();
    CONVST_0();


    CONVST_1();
}



  76.6.7 第7步，AD7606的FIFO方式实时读取数据（方案二）

  通过下面的框图可以对AD7606的FIFO方式有个整体认识：
  
  

  

   
  

•   启动采集函数AD7606_StartRecord
  
  

这个函数的主要作用是配置TIM8的CH1 PWM输出并使能BUSY引脚的EXTI中断。
  
/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_StartRecord
*    功能说明: 开始采集
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_StartRecord(uint32_t _ulFreq)
{
    AD7606_StopRecord();


    AD7606_Reset();            /* 复位硬件 */
    AD7606_StartConvst();        /* 启动采样，避免第1组数据全0的问题 */


    g_tAdcFifo.usRead = 0;        /* 必须在开启定时器之前清0 */
    g_tAdcFifo.usWrite = 0;
    g_tAdcFifo.usCount = 0;
    g_tAdcFifo.ucFull = 0;


    AD7606_EnterAutoMode(_ulFreq);
}
/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_EnterAutoMode
*    功能说明: 配置硬件工作在自动采集模式，结果存储在FIFO缓冲区。
*    形    参:  _ulFreq : 采样频率，单位Hz，    1k，2k，5k，10k，20K，50k，100k，200k
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_EnterAutoMode(uint32_t _ulFreq)
{
    /* 配置PC6为TIM8_CH1功能，输出占空比50%的方波 */
    bsp_SetTIMOutPWM(CONVST_GPIO, CONVST_PIN, CONVST_TIMX,  CONVST_TIMCH, _ulFreq, 5000);
   
    /* 配置PE5, BUSY 作为中断输入口，下降沿触发 */
    {
        GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
   
        CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE();    /* 打开GPIO时钟 */
        __HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();


        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;    /* 中断下降沿触发 */
        GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;
        GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;        
        GPIO_InitStructure.Pin = BUSY_PIN;
        HAL_GPIO_Init(BUSY_GPIO, &GPIO_InitStructure);   


        HAL_NVIC_SetPriority(BUSY_IRQn, 2, 0);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(BUSY_IRQn);   
    }        
}



  AD7606转换完毕后，中断服务程序的处理。
下面这几个函数的调用关系是


  EXTI9_5_IRQHandler调用HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。
  HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler调用HAL_GPIO_EXTI_Callback。
  HAL_GPIO_EXTI_Callback调用AD7606_ISR。
  AD7606_ISR调用AD7606_ReadNowAdc。
/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能说明: 外部中断服务程序。
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(BUSY_PIN);
}


/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: EXTI9_5_IRQHandler
*    功能说明: 外部中断服务程序入口, 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 == BUSY_PIN)
    {
        AD7606_ISR();
    }
}


/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_ISR
*    功能说明: 定时采集中断服务程序
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_ISR(void)
{
    uint8_t i;


    AD7606_ReadNowAdc();


    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        g_tAdcFifo.sBuf[g_tAdcFifo.usWrite] = g_tAD7606.sNowAdc;
        if (++g_tAdcFifo.usWrite >= ADC_FIFO_SIZE)
        {
            g_tAdcFifo.usWrite = 0;
        }
        if (g_tAdcFifo.usCount < ADC_FIFO_SIZE)
        {
            g_tAdcFifo.usCount++;
        }
        else
        {
            g_tAdcFifo.ucFull = 1;        /* FIFO 满，主程序来不及处理数据 */
        }
    }
}


/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_ReadNowAdc
*    功能说明: 读取8路采样结果。结果存储在全局变量 g_tAD7606
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_ReadNowAdc(void)
{
    g_tAD7606.sNowAdc[0] = AD7606_RESULT();    /* 读第1路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[1] = AD7606_RESULT();    /* 读第2路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[2] = AD7606_RESULT();    /* 读第3路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[3] = AD7606_RESULT();    /* 读第4路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[4] = AD7606_RESULT();    /* 读第5路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[5] = AD7606_RESULT();    /* 读第6路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[6] = AD7606_RESULT();    /* 读第7路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[7] = AD7606_RESULT();    /* 读第8路样本 */


    AD7606_SEGGER_RTTOUT();
}



这里的FIFO比较好理解，与前面按键FIFO章节的实现是一样的，详情可重温下按键FIFO的实现。


76.6.8 第8步，AD7606的双缓冲方式存储思路
为了方便大家实时处理采集的数据，专门预留了一个弱定义函数AD7606_SEGGER_RTTOUT，方便大家将采集函数存储到双缓冲里面，这个函数是在中断服务程序里面调用的。


/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_ReadNowAdc
*    功能说明: 读取8路采样结果。结果存储在全局变量 g_tAD7606
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
/* 弱定义，方便用户将采集的结果实时输出 */
__weak void AD7606_SEGGER_RTTOUT(void)
{
   
}


void AD7606_ReadNowAdc(void)
{
    g_tAD7606.sNowAdc[0] = AD7606_RESULT();    /* 读第1路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[1] = AD7606_RESULT();    /* 读第2路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[2] = AD7606_RESULT();    /* 读第3路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[3] = AD7606_RESULT();    /* 读第4路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[4] = AD7606_RESULT();    /* 读第5路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[5] = AD7606_RESULT();    /* 读第6路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[6] = AD7606_RESULT();    /* 读第7路样本 */
    g_tAD7606.sNowAdc[7] = AD7606_RESULT();    /* 读第8路样本 */


    AD7606_SEGGER_RTTOUT();
}



本章是将此函数用于实时采集数据并输出到J-Scope。


76.6.9 第9步，AD7606过采样设置
AD7606的过采样实现比较简单，通过IO引脚就可以控制，支持2倍，4倍，8倍，16倍，32倍和64倍过采样设置。


/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_SetOS
*    功能说明: 配置AD7606数字滤波器，也就设置过采样倍率。
*              通过设置 AD7606_OS0、OS1、OS2口线的电平组合状态决定过采样倍率。
*              启动AD转换之后，AD7606内部自动实现剩余样本的采集，然后求平均值输出。
*
*              过采样倍率越高，转换时间越长。
*              0、无过采样时，AD转换时间 = 3.45us - 4.15us
*              1、2倍过采样时 = 7.87us - 9.1us
*              2、4倍过采样时 = 16.05us - 18.8us
*              3、8倍过采样时 = 33us - 39us
*              4、16倍过采样时 = 66us - 78us
*              5、32倍过采样时 = 133us - 158us
*              6、64倍过采样时 = 257us - 315us
*
*    形    参: _ucOS : 过采样倍率, 0 - 6
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_SetOS(uint8_t _ucOS)
{
    g_tAD7606.ucOS = _ucOS;
    switch (_ucOS)
    {
        case AD_OS_X2:
            OS2_0();
            OS1_0();
            OS0_1();
            break;


        case AD_OS_X4:
            OS2_0();
            OS1_1();
            OS0_0();
            break;


        case AD_OS_X8:
            OS2_0();
            OS1_1();
            OS0_1();
            break;


        case AD_OS_X16:
            OS2_1();
            OS1_0();
            OS0_0();
            break;


        case AD_OS_X32:
            OS2_1();
            OS1_0();
            OS0_1();
            break;


        case AD_OS_X64:
            OS2_1();
            OS1_1();
            OS0_0();
            break;


        case AD_OS_NO:
        default:
            g_tAD7606.ucOS = AD_OS_NO;
            OS2_0();
            OS1_0();
            OS0_0();
            break;
    }
}



76.6.10   第10步，AD7606量程设置
AD7606支持两种量程，±5V和±10V，实现代码如下：


/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AD7606_SetInputRange
*    功能说明: 配置AD7606模拟信号输入量程。
*    形    参: _ucRange : 0 表示正负5V   1表示正负10V
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void AD7606_SetInputRange(uint8_t _ucRange)
{
    if (_ucRange == 0)
    {
        g_tAD7606.ucRange = 0;
        RANGE_0();    /* 设置为正负5V */
    }
    else
    {
        g_tAD7606.ucRange = 1;
        RANGE_1();    /* 设置为正负10V */
    }
}



76.6.11   第11步，操作数据位宽注意事项
在bsp_fmc_ad7606.c文件开头有个宏定义


#define AD7606_RESULT() *(__IO uint16_t *)0x60003000


特别注意，这里是要操作地址0x60003000上的16位数据空间，即做了一个强制转换uint16_t *。


76.7 AD7606板级支持包（bsp_fmc_ad7606.c）
AD7606驱动文件bsp_fmc_ad7606.c主要实现了如下几个API供用户调用：


  bsp_InitAD7606
  AD7606_SetOS
  AD7606_SetInputRange
  AD7606_Reset
  AD7606_StartConvst
  AD7606_ReadNowAdc
  AD7606_EnterAutoMode
  AD7606_StartRecord
  AD7606_StopRecord
  AD7606_FifoNewData
  AD7606_ReadFifo
  AD7606_FifoFull
76.7.1 函数bsp_InitAD7606
函数原型：


void bsp_InitAD7606(void)


函数描述：


主要用于AD7606的初始化。


76.7.2 函数AD7606_SetOS
函数原型：


void AD7606_SetOS(uint8_t _ucOS)


函数描述：


此函数用于配置AD7606数字滤波器，也就设置过采样倍率。通过设置 AD7606_OS0、OS1、OS2口线的电平组合状态决定过采样倍率。启动AD转换之后，AD7606内部自动实现剩余样本的采集，然后求平均值输出。


过采样倍率越高，转换时间越长。


无过采样时，AD转换时间 = 3.45us - 4.15us。


2倍过采样时 = 7.87us - 9.1us。


4倍过采样时 = 16.05us - 18.8us。


8倍过采样时 = 33us - 39us。


16倍过采样时 = 66us - 78us。


32倍过采样时 = 133us - 158us。


64倍过采样时 = 257us - 315us。


函数参数：


  第1个参数为范围0 – 6，分别对应无过采样，2倍过采样，4倍过采样，8倍过采样，16倍过采样，32倍过采样和64倍过采样。
76.7.3 函数AD7606_SetInputRange
函数原型：


void AD7606_SetInputRange(uint8_t _ucRange)


函数描述：


配置AD7606模拟信号输入量程。


函数参数：


  第1个参数为0 表示正负5V ，1表示正负10V。
76.7.4 函数AD7606_Reset
函数原型：


void AD7606_Reset(void)


函数描述：


此函数用于硬件复位AD7606，复位之后恢复到正常工作状态。


76.7.5 函数AD7606_StartConvst
函数原型：


void AD7606_StartConvst(void)


函数描述：


此函数用于启动1次ADC转换。


76.7.6 函数AD7606_ReadNowAdc
函数原型：


void AD7606_ReadNowAdc(void)


函数描述：


此函数用于读取8路采样结果，结果存储在全局变量 g_tAD7606。


76.7.7 函数AD7606_EnterAutoMode
函数原型：


void AD7606_EnterAutoMode(uint32_t _ulFreq)


函数描述：


此函数用于配置硬件工作在自动采集模式，结果存储在FIFO缓冲区。一般不单独调用，函数AD7606_StartRecord会调用。


函数参数：


  第1个参数是采样频率，范围1-200KHz，单位Hz。
76.7.8 函数AD7606_StartRecord
函数原型：


void AD7606_StartRecord(uint32_t _ulFreq)


函数描述：


用于启动采集。


函数参数：


  第1个参数是采样频率，范围1-200KHz，单位Hz。
76.7.9 函数AD7606_StopRecord
函数原型：


void AD7606_StopRecord(void)


函数描述：


此函数用于停止采集定时器。函数AD7606_StartRecord和AD7606_StopRecord是配套的。


76.7.10   函数AD7606_FifoNewData
函数原型：


uint8_t AD7606_HasNewData(void)


函数描述：


此函数用于判断FIFO中是否有新数据。


函数参数：


  返回值，1 表示有，0表示暂无数据。
76.7.11   函数AD7606_ReadFifo
函数原型：


uint8_t AD7606_ReadFifo(uint16_t *_usReadAdc)


函数描述：


此函数用于从FIFO中读取一个ADC值。


函数参数：


  第1个参数是存放ADC结果的变量指针。
  返回值，1 表示OK，0表示暂无数据。
76.7.12   函数AD7606_FifoFull
函数原型：


uint8_t AD7606_FifoFull(void)


函数描述：


此函数用于判断FIFO是否满。


函数参数：


  返回值，1 表示满，0表示未满。

• 
  

76.8 J-Scope实时展示AD7606采集数据说明

  J-Scope专题教程（实时展示要用J-Scope的RTT模式），本章配套例子也做了支持：
  http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86881 。
  看完专题教程，基本就会操作了，这里有三点注意事项需要大家提前有个了解。另外，推荐使用MDK版工程做测试J-Scope，IAR版容易测试不正常。
  76.8.1 J-Scope闪退问题解决办法

  如下界面，不要点击选择按钮，闪退就是因为点击了这个选择按钮。
  
  

  

  直接手动填写型号即可，比如STM32H743XI，STM32F429BI，STM32F407IG，STM32F103ZE等。
  
  

  

  76.8.2 J-Scope多通道传输实现

  /*
        配置通道1，上行配置
        默认情况下，J-Scope仅显示1个通道。
        上传1个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2
        上传2个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2
        上传3个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2
        上传4个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2
        上传5个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2
        上传6个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2
        上传7个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2
        上传8个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2i2
    */   
    SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(1, "JScope_i2", buf, 20480, SEGGER_RTT_MODE_NO_BLOCK_SKIP);



使用函数SEGGER_RTT_Write上传数据时，要跟配置的通道数匹配，比如配置的三个通道，就需要调用三次函数：


SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[0]), 2);
SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[1]), 2);   
SEGGER_RTT_Write(1, &(g_tAD7606.sNowAdc[2]), 2);


  多路效果：
   
  

  

  76.8.3 J-Scope带宽问题

  普通的JLINK时钟速度8 - 12MHz时， J-Scope的速度基本可以达到500KB/S（注意，单位是字节）AD7606的最高采样率是200Ksps，16bit，那么一路采集就有400KB/S的速速，所以要根据设置的采样率设置要显示的J-Scope通道数，如果超出了最高通信速度，波形显示会混乱。
   
         200Ksps时，实时显示1路
         100Ksps时，实时显示2路
         50Ksps时， 实时显示4路
         25Ksps时， 实时显示8路
   
  实际速度以底栏的展示为准，如果与设置的速度差异较大，说明传输异常了。
   
  

  

  76.9 AD7606驱动移植和使用

  AD7606移植步骤如下：
  

•   第1步：复制bsp_fmc_ad7606.c和bsp_fmc_ad7606.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CONVST引脚，BUSY引脚，过采样引脚，量程控制引脚，复位引脚，修改bsp_fmc_ad7606.c开头的宏定义。
  
  

这里要特别注意过采样引脚，量程控制引脚和复位引脚是采用的扩展IO，需要大家根据自己的情况修改。

/* CONVST 启动ADC转换的GPIO = PC6 */
#define CONVST_RCC_GPIO_CLK_ENABLE    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE
#define CONVST_TIM8_CLK_DISABLE     __HAL_RCC_TIM8_CLK_DISABLE
#define CONVST_GPIO        GPIOC
#define CONVST_PIN        GPIO_PIN_6
#define CONVST_TIMX        TIM8
#define CONVST_TIMCH    1


/* BUSY 转换完毕信号 = PE5 */
#define BUSY_RCC_GPIO_CLK_ENABLE __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE
#define BUSY_GPIO        GPIOE
#define BUSY_PIN        GPIO_PIN_5
#define BUSY_IRQn        EXTI9_5_IRQn
#define BUSY_IRQHandler    EXTI9_5_IRQHandler


/* 设置过采样的IO, 在扩展的74HC574上 */
#define OS0_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS0, 1)
#define OS0_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS0, 0)
#define OS1_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS1, 1)
#define OS1_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS1, 0)
#define OS2_1()        HC574_SetPin(AD7606_OS2, 1)
#define OS2_0()        HC574_SetPin(AD7606_OS2, 0)


/* 启动AD转换的GPIO : PC6 */
#define CONVST_1()        CONVST_GPIO->BSRR = CONVST_PIN
#define CONVST_0()        CONVST_GPIO->BSRR = ((uint32_t)CONVST_PIN << 16U)


/* 设置输入量程的GPIO, 在扩展的74HC574上 */
#define RANGE_1()    HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 1)
#define RANGE_0()    HC574_SetPin(AD7606_RANGE, 0)


/* AD7606复位口线, 在扩展的74HC574上 */
#define RESET_1()    HC574_SetPin(AD7606_RESET, 1)
#define RESET_0()    HC574_SetPin(AD7606_RESET, 0)

•   第3步：根据具体用到的FMC引脚，修改函数AD7606_CtrlLinesConfig里面做的IO配置。
  
•   第4步：根据使用的FMC BANK，修改函数AD7606_FSMCConfig里面的BANK配置，这点非常容易疏忽。
  
•   第5步：注意MPU配置，详情见本章77.7.5小节。
  
•   第6步：初始化AD7606。
  
  

bsp_InitAD7606();  /* 配置AD7606所用的GPIO */
  

•   第7步：AD7606驱动主要用到HAL库的FMC驱动文件，简单省事些可以添加所有HAL库C源文件进来。
  
•   第8步：应用方法看本章节配套例子即可。
  
  

76.10          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AD7606的两种采集方案。
  
  

76.11          实验例程说明（MDK）

  配套例子：
  V7-056_AD7606的FMC总线驱动方式实现（8通道同步采样, 16bit, 正负10V）
  实验目的：
  

• 学习AD7606的FMC驱动方式实现。
  
  

重要提示：
  

• 板子上电后，默认是软件定时采集，0.5秒一次，适合串口展示数据。
  
• 如果需要使用J-Scope实时展示采集的波形效果，需要按下K2按键切换到FIFO模式。
  
• 如果使用的JLINK速度不够快，导致J-Scope无法最高速度实时上传，可以使用摇杆上下键设置过采样来降低上传速度。
  
• 默认情况下，程序仅上传了AD7606通道1采集的数据。
  
• 串口数据展示推荐使用SecureCRT，因为数据展示做了特别处理，方便采集数据在串口软件同一个位置不断刷新。
  
  

实验内容：
  1、AD7606的FMC驱动做了两种采集方式
  （1）软件定时获取方式，适合低速查询获取。
  （2）FIFO工作模式，适合8路实时采集，支持最高采样率200Ksps。
  2、数据展示方式：
  （1）软件查询方式，数据通过串口打印输出。
  （2）FIFO工作模式，数据通过J-Scope实时输出。
  （3）J-Scope的实时输出方法请看V7板子用户手册对应的AD7606章节。
  3、将模拟输入接地时，采样值是0左右。
  4、模拟输入端悬空时，采样值在某个范围浮动（这是正常的，这是AD7606内部输入电阻导致的浮动电压）。
  5、出厂的AD7606模块缺省是8080 并行接口。如果用SPI接口模式，需要修改 R1 R2电阻配置。
  6、配置CVA CVB 引脚为PWM输出模式，周期设置为需要的采样频率，之后MCU将产生周期非常稳定的AD转换信号。
  实验操作：
  

• 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
  
• K1键       : 切换量程(5V或10V)。
  
• K2键       : 进入FIFO工作模式。
  
• K3键       : 进入软件定时采集模式。
  
• 摇杆上下键 : 调节过采样参数。
  
  

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。
  
  

  

  J-Scope波形效果：
  
  

  

  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。
  K1键       : 切换量程(5V或10V)。
  K2键       : 进入FIFO工作模式。
  K3键       : 进入软件定时采集模式。
  摇杆上下键 : 调节过采样参数。
/*
*********************************************************************************************************
*    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)
{
    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
   
    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */


    DemoFmcAD7606(); /* AD7606测试 */
}


/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: DemoFmcAD7606
*    功能说明: AD7606测试
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void DemoFmcAD7606(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;
    uint8_t ucRefresh = 0;
    uint8_t ucFifoMode;
   
    sfDispMenu();        /* 打印命令提示 */


    ucFifoMode = 0;         /* AD7606进入普通工作模式 */
    ucRefresh = 0;        /* 数据在串口刷新的标志 */
   
    AD7606_SetOS(AD_OS_NO);        /* 无过采样 */
    AD7606_SetInputRange(1);    /* 0表示输入量程为正负5V, 1表示正负10V */
    AD7606_StartConvst();        /* 启动1次转换 */


    bsp_StartAutoTimer(0, 500);    /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
    bsp_StartAutoTimer(3, 200);    /* 启动1个200ms的自动重装的定时器 */
   
    /*
        配置通道1，上行配置
        默认情况下，J-Scope仅显示1个通道。
        上传1个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2
        上传2个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2
        上传3个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2
        上传4个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2
        上传5个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2
        上传6个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2
        上传7个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2
        上传8个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2i2
    */   
    SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(1, "JScope_i2", buf, 20480, SEGGER_RTT_MODE_NO_BLOCK_SKIP);


    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 */
        
        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer(3))   
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }
        
        if (ucRefresh == 1)
        {
            ucRefresh = 0;


            /* 处理数据 */
            AD7606_Mak();
                                         
            /* 打印ADC采样结果 */
            AD7606_Disp();        
        }


        if (ucFifoMode == 0)    /* AD7606 普通工作模式 */
        {
            if (bsp_CheckTimer(0))
            {
                /* 每隔500ms 进来一次. 由软件启动转换 */
                AD7606_ReadNowAdc();        /* 读取采样结果 */
                AD7606_StartConvst();        /* 启动下次转换 */


                ucRefresh = 1;    /* 刷新显示 */
            }
        }
        else
        {
            /*
                在FIFO工作模式，bsp_AD7606自动进行采集，数据存储在FIFO缓冲区。
                结果可以通过下面的函数读取:
                uint8_t AD7606_ReadFifo(uint16_t *_usReadAdc)


                大家可以将数据保存到SD卡，或者保存到外部SRAM。


                本例未对FIFO中的数据进行处理，进行打印当前最新的样本值和J-Scope的实时输出展示。


                如果主程序不能及时读取FIFO数据，那么 AD7606_FifoFull() 将返回真。


                8通道200K采样时，数据传输率 = 200 000 * 2 * 8 = 3.2MB/S
            */


            if (bsp_CheckTimer(0))
            {
                ucRefresh = 1;    /* 刷新显示 */
            }
        }


        /* 按键检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。这个函数不会
        等待按键按下，这样我们可以在while循环内做其他的事情 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
        if (ucKeyCode != KEY_NONE)
        {
            
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下 切换量程 */
                    if (g_tAD7606.ucRange == 0)
                    {
                        AD7606_SetInputRange(1);
                    }
                    else
                    {
                        AD7606_SetInputRange(0);
                    }
                    ucRefresh = 1;
                    break;


                case KEY_DOWN_K2:                        /* K2键按下 */
                    ucFifoMode = 1;                      /* AD7606进入FIFO工作模式 */
                    g_tAD7606.ucOS = 1;                    /* 无过采样 */
                    AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);    /* 启动100kHz采样速率 */
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);       /* 设置无过采样 */
                    printf("33[%dA", (int)1);          /* 光标上移n行 */   
                    printf("AD7606进入FIFO工作模式 (200KHz 8通道同步采集)...rn");
                    break;


                case KEY_DOWN_K3:            /* K3键按下 */
                    AD7606_StopRecord();    /* 停止记录 */
                    ucFifoMode = 0;         /* AD7606进入普通工作模式 */
                    g_tAD7606.ucOS = 0;     /* 无过采样 */
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
                    printf("33[%dA", (int)1);  /* 光标上移n行 */
                    printf("AD7606进入普通工作模式(0.5s定时8通道同步采集)...rn");
                    break;


                case JOY_DOWN_U:            /* 摇杆UP键按下 */
                    if (g_tAD7606.ucOS < 6)
                    {
                        g_tAD7606.ucOS++;
                    }
                    
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);


                    /* 如果是FIFO模式，*/
                    if(ucFifoMode == 1)
                    {
                            /* 启动当前过采样下最高速度 */
                        AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);   
                    }
                    
                    ucRefresh = 1;
                    break;


                case JOY_DOWN_D:            /* 摇杆DOWN键按下 */
                    if (g_tAD7606.ucOS > 0)
                    {
                        g_tAD7606.ucOS--;
                    }
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
                    ucRefresh = 1;
                    
                    /* 如果是FIFO模式，*/
                    if(ucFifoMode == 1)
                    {
/* 启动当前过采样下最高速度 */
                        AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);   
                    }
                    break;


                default:
                    /* 其他的键值不处理 */
                    break;
            }
        }
    }
}



  76.12          实验例程说明（IAR）

  配套例子：
  V7-056_AD7606的FMC总线驱动方式实现（8通道同步采样, 16bit, 正负10V）
  实验目的：
  

• 学习AD7606的FMC驱动方式实现。
  
  

重要提示：
  

• 板子上电后，默认是软件定时采集，0.5秒一次，适合串口展示数据。
  
• 如果需要使用J-Scope实时展示采集的波形效果，需要按下K2按键切换到FIFO模式。
  
• 如果使用的JLINK速度不够快，导致J-Scope无法最高速度实时上传，可以使用摇杆上下键设置过采样来降低上传速度。
  
• 默认情况下，程序仅上传了AD7606通道1采集的数据。
  
• 串口数据展示推荐使用SecureCRT，因为数据展示做了特别处理，方便采集数据在串口软件同一个位置不断刷新。
  
  

实验内容：
  1、AD7606的FMC驱动做了两种采集方式
  （1）软件定时获取方式，适合低速查询获取。
  （2）FIFO工作模式，适合8路实时采集，支持最高采样率200Ksps。
  2、数据展示方式：
  （1）软件查询方式，数据通过串口打印输出。
  （2）FIFO工作模式，数据通过J-Scope实时输出。
  （3）J-Scope的实时输出方法请看V7板子用户手册对应的AD7606章节。
  3、将模拟输入接地时，采样值是0左右。
  4、模拟输入端悬空时，采样值在某个范围浮动（这是正常的，这是AD7606内部输入电阻导致的浮动电压）。
  5、出厂的AD7606模块缺省是8080 并行接口。如果用SPI接口模式，需要修改 R1 R2电阻配置。
  6、配置CVA CVB 引脚为PWM输出模式，周期设置为需要的采样频率，之后MCU将产生周期非常稳定的AD转换信号。
  实验操作：
  

• 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
  
• K1键       : 切换量程(5V或10V)。
  
• K2键       : 进入FIFO工作模式。
  
• K3键       : 进入软件定时采集模式。
  
• 摇杆上下键 : 调节过采样参数。
  
  

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。
  
  

  

  J-Scope波形效果：
  
  

  

  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。
  K1键       : 切换量程(5V或10V)。
  K2键       : 进入FIFO工作模式。
  K3键       : 进入软件定时采集模式。
  摇杆上下键 : 调节过采样参数。
/*
*********************************************************************************************************
*    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)
{
    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
   
    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */


    DemoFmcAD7606(); /* AD7606测试 */
}


/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: DemoFmcAD7606
*    功能说明: AD7606测试
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void DemoFmcAD7606(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;
    uint8_t ucRefresh = 0;
    uint8_t ucFifoMode;
   
    sfDispMenu();        /* 打印命令提示 */


    ucFifoMode = 0;         /* AD7606进入普通工作模式 */
    ucRefresh = 0;        /* 数据在串口刷新的标志 */
   
    AD7606_SetOS(AD_OS_NO);        /* 无过采样 */
    AD7606_SetInputRange(1);    /* 0表示输入量程为正负5V, 1表示正负10V */
    AD7606_StartConvst();        /* 启动1次转换 */


    bsp_StartAutoTimer(0, 500);    /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
    bsp_StartAutoTimer(3, 200);    /* 启动1个200ms的自动重装的定时器 */
   
    /*
        配置通道1，上行配置
        默认情况下，J-Scope仅显示1个通道。
        上传1个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2
        上传2个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2
        上传3个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2
        上传4个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2
        上传5个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2
        上传6个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2
        上传7个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2
        上传8个通道的波形，配置第2个参数为JScope_i2i2i2i2i2i2i2i2
    */   
    SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(1, "JScope_i2", buf, 20480, SEGGER_RTT_MODE_NO_BLOCK_SKIP);


    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 */
        
        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer(3))   
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }
        
        if (ucRefresh == 1)
        {
            ucRefresh = 0;


            /* 处理数据 */
            AD7606_Mak();
                                         
            /* 打印ADC采样结果 */
            AD7606_Disp();        
        }


        if (ucFifoMode == 0)    /* AD7606 普通工作模式 */
        {
            if (bsp_CheckTimer(0))
            {
                /* 每隔500ms 进来一次. 由软件启动转换 */
                AD7606_ReadNowAdc();        /* 读取采样结果 */
                AD7606_StartConvst();        /* 启动下次转换 */


                ucRefresh = 1;    /* 刷新显示 */
            }
        }
        else
        {
            /*
                在FIFO工作模式，bsp_AD7606自动进行采集，数据存储在FIFO缓冲区。
                结果可以通过下面的函数读取:
                uint8_t AD7606_ReadFifo(uint16_t *_usReadAdc)


                大家可以将数据保存到SD卡，或者保存到外部SRAM。


                本例未对FIFO中的数据进行处理，进行打印当前最新的样本值和J-Scope的实时输出展示。


                如果主程序不能及时读取FIFO数据，那么 AD7606_FifoFull() 将返回真。


                8通道200K采样时，数据传输率 = 200 000 * 2 * 8 = 3.2MB/S
            */


            if (bsp_CheckTimer(0))
            {
                ucRefresh = 1;    /* 刷新显示 */
            }
        }


        /* 按键检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。这个函数不会
        等待按键按下，这样我们可以在while循环内做其他的事情 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
        if (ucKeyCode != KEY_NONE)
        {
            
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下 切换量程 */
                    if (g_tAD7606.ucRange == 0)
                    {
                        AD7606_SetInputRange(1);
                    }
                    else
                    {
                        AD7606_SetInputRange(0);
                    }
                    ucRefresh = 1;
                    break;


                case KEY_DOWN_K2:                        /* K2键按下 */
                    ucFifoMode = 1;                      /* AD7606进入FIFO工作模式 */
                    g_tAD7606.ucOS = 1;                    /* 无过采样 */
                    AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);    /* 启动100kHz采样速率 */
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);       /* 设置无过采样 */
                    printf("33[%dA", (int)1);          /* 光标上移n行 */   
                    printf("AD7606进入FIFO工作模式 (200KHz 8通道同步采集)...rn");
                    break;


                case KEY_DOWN_K3:            /* K3键按下 */
                    AD7606_StopRecord();    /* 停止记录 */
                    ucFifoMode = 0;         /* AD7606进入普通工作模式 */
                    g_tAD7606.ucOS = 0;     /* 无过采样 */
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
                    printf("33[%dA", (int)1);  /* 光标上移n行 */
                    printf("AD7606进入普通工作模式(0.5s定时8通道同步采集)...rn");
                    break;


                case JOY_DOWN_U:            /* 摇杆UP键按下 */
                    if (g_tAD7606.ucOS < 6)
                    {
                        g_tAD7606.ucOS++;
                    }
                    
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);


                    /* 如果是FIFO模式，*/
                    if(ucFifoMode == 1)
                    {
                            /* 启动当前过采样下最高速度 */
                        AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);   
                    }
                    
                    ucRefresh = 1;
                    break;


                case JOY_DOWN_D:            /* 摇杆DOWN键按下 */
                    if (g_tAD7606.ucOS > 0)
                    {
                        g_tAD7606.ucOS--;
                    }
                    AD7606_SetOS(g_tAD7606.ucOS);
                    ucRefresh = 1;
                    
                    /* 如果是FIFO模式，*/
                    if(ucFifoMode == 1)
                    {
/* 启动当前过采样下最高速度 */
                        AD7606_StartRecord(AD7606_SampleFreq[g_tAD7606.ucOS]);   
                    }
                    break;


                default:
                    /* 其他的键值不处理 */
                    break;
            }
        }
    }

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  76.13   总结

  本章节涉及到的知识点非常多，实战性较强，需要大家稍花点精力去研究。