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刘丽

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利用ad7124-8设计一款5通道K型热电偶测温电路

最近在查找ADI测量温度方案,发现ad7124-8很适合温度测量,于是申请了ad7124-8的样品,设计一款5通道K型热电偶测温电路
电路设计参考了微克-856EVAL-ad7124-8SDZ用户指南上的原理图,将ad7124-8的模拟通道连接到接线端子上,热电偶测量方案也参考微克-856应用,冷端使用一个3线pt100 pt100补偿,MCU采用阿迪·阿米科雷特-M3处理器千人360,调试时使用串口打印输出数据,为了设计通用性以及后续软件移植,设计时将ADC部分和MCU部分分成两个PCB。原理图设计图纸大致如下:




1 模拟通道滤波电路


2 ad7124-8电路


3 电源以及外部REF电路

原理图设计完了,就准备PCB 版式布局布局布局布局参考微克-856上的设计,按照4层板设计。

4 顶层丝印图


5 顶层走线图


6金 6金


7 电源层


8 底层


9 底层丝印图

PCB 版式布局完成后就联系板厂加工,期间准备物料,感谢ADI支持,很多样品都申请到样品了。

硬件部分设计完成就开始考虑软件设计了,ADI网站上提供参考代码,在网站上下载了源代码,看了一遍,感觉还不错,值得借鉴,不过不是在千人360上开发的程序,需要将其移植到adumc360欧元

移植部分很简单,只需要完成3个填空题

Int8_t SPI_ Init (ADI_SPI_TypeDef *pSPI, uint32_t u32Baud) ;

int8_t spi_ 读(ADI_SPI_TypeDef *pSPI, int8_t *pbuffer,int32_t i32连) ; (ADI_SPI_TypeDef *pSPI, int8_t *pButffer, int32_t i32连); (ADI_SPI_TypeDef *pSPI, int8_t *pButffer, t i32连); (ADI_SPI_T i32连) ; (ADI_TPI_TTypeDef * pSPI, int8_t *pBut8_t *pButffer,int32_t i32连); (ADI_T i32连) ;

int8_t spi_ write 书写(ADI_SPI_TypeDef *pSPI,uint8_t *缓存,int32_t 千 32 圆);

其中spi_init 语表完成SPI的初始化,包括SPI号,以及波特率

spi_ 读实现SPI读数据i32连数据到缓存

spi_ write 书写则实现SPI则将缓存中长度为千 32 圆数据再mosi mosi( mosi)上发送出去



移植完驱动后续就是验证是否移植是否正确了,下载的源代码ad71124.c中也提供了方法。在int32_t AD7124_Setup(ad7124_ device * 装置, 奴隶选择, ad7124_st_reg *regs)中实现了ad7124-8配置寄存器以及查询寄存器操作,验证是否移植正确,就是将配置好的寄存器重新读出来进行比对了。寄存器的配置在ad7124_st_reg ad7124_regs[]初始化时已经实现,可以根据项目需求自行配置。配置值和读出结果一致也就表示一致正确了。

按照一路K型热电偶配置如下,ain0AIN1 K 亚新1K型热电偶差分输入通道,采用内部2.5VREF, AIN12AIN13 pt100 pt100差分通道,ain 10AIN11 500ua恒流源输出,采用ref1

ad7124_st_reg ad7124_regs[] =

{

{0x00,0x00,   1, 2}, / * AD7124_现状 *



//备注_en

{0x01,0x0100,2,1},/* AD7124_ADC_Control */



{0x02, 0x0000, 3, 2}, / * AD7124_ Data */

//IOUT0 -> AIN11, IOUT1 -> ain 10, IOUT0 -> 500uA, IOUT1 -> 500uA

{0x03, 0x24ab, 3, 1}, / * AD7124_IOCON1 */

//vbias0

{0x04, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_IOCON2 */



{0x05,0x02,   1, 2}, / * AD7124_ID */



{0x06, 0x0000, 3, 2}, / * AD7124_ Error */



{0x07, 0x0044, 3, 1}, / * AD7124_ En */



{0x08,0x00,   1, 2}, / * AD7124_Mck_Count */

//ain0->AINP,AIN1->AINM

{0x09, 0x8001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 0 */

//{0x09, 0x818d, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 0 */

//AIN12->AINP,AIN13->AINM

{0x0A, 0x918d, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 1 */

// {0x0A, 0x8001, 2, 1},/ * AD7124_ Channel_ 1 */



{0x0B, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 2 */



{0x0C, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 3 */



{0x0D, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 4 */



{0x0E, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 5 */



{0x0F, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 6 */



{0x10, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 7 */



{0x11, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 8 */



{0x12, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 9 */



{0x13, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 10 */



{0x14, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 11 */



{0x15, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 12 * /



{0x16,0x0001,2,1},/*AD7124_Channel_13*/



{0x17, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 14 */



{0x18, 0x0001, 2, 1}, / * AD7124_ Channel_ 15 */

//REFBUF,INBUF,INBUF_SEL=REFIN2,PGA=32

{0x19, 0x09e5, 2, 1}, / * AD7124_ Config_ 0 */

//REFBUF,INBUF,INBUF_SEL=REFIN2,PGA=16

/{0x1A,0x09e5,2,1},/*AD7124_Config_1*

{0x1A, 0x01ec, 2, 1}, / * AD7124_ Config_ 2 */



{0x1B, 0x0860, 2, 1}, / * AD7124_ Config_ 2 */



{0x1C, 0x0860, 2, 1}, / * AD7124_ Config_ 3 */



{0x1D, 0x0860, 2, 1}, / * AD7124_ Config_ 4 */



{0x1E, 0x0860, 2, 1}, / * AD7124_ Config_ 5 */



{0x1F, 0x0860, 2, 1}, / * AD7124_ Config_ 6 */



{0x20, 0x0860, 2, 1}, / * AD7124_ Config_ 7 */



{0x21, 0x060180, 3, 1}, / * AD7124_ Filter_ 0 */



{0x22, 0x060180, 3, 1}, / * AD7124_ Filter_ 1 */



{0x23, 0x060180, 3, 1}, / * AD7124_ Filter_ 2 */



{0x24, 0x060180, 3, 1}, / * AD7124_ Filter_ 3 */



{0x25, 0x060180, 3, 1}, / * AD7124_ Filter_ 4 */



{0x26, 0x060180, 3, 1}, / * AD7124_ Filter_ 5 */



{0x27, 0x060180, 3, 1}, / * AD7124_ Filter_ 6 */



{0x28, 0x060180, 3, 1}, / * AD7124_ Filter_ 7 */



{0x29, 0x800000, 3, 1}, / * AD7124_ offset_ 0 */



{0x2A, 0x8000, 3, 1}, / * AD7124_ offset_ 1 */



{0x2B, 0x8000, 3, 1}, / * AD7124_ offset_ 2 */



{0x2C, 0x8000, 3, 1}, / * AD7124_ offset_ 3 */



{0x2D, 0x800000, 3, 1}, / * AD7124_ offset_ 4 */



{0x2E, 0x800000, 3, 1}, / * AD7124_ offset_ 5 */



{0x2F, 0x8000, 3, 1}, / * AD7124_ offset_ 6 */



============================================================================================================================================= =====================================================================================================================================================



{0x31, 0x5000, 3, 1}, / * AD7124_ Gain_ 0 */



{0x32, 0x5000, 3, 1}, / * AD7124_ Gain_ 1 */



{0x33, 0x5000, 3, 1}, / * AD7124_ Gain_ 2 */



{0x34, 0x5000, 3, 1}, / * AD7124_ Gain_ 3 */



{0x35, 0x5000, 3, 1}, / * AD7124_ Gain_ 4 */



{0x36, 0x5000, 3, 1}, / * AD7124_ Gain_ 5 */



{0x37, 0x5000, 3, 1}, / * AD7124_ Gain_ 6 */



{0x38, 0x5000, 3, 1}, / * AD7124_ Gain_ 7 */

};

配置完成后,就开始实现pt100 pt100以及热电偶电压采集了,ad7124-8可以通过使能多个通道寄存器,实现ADC多通道自动切换,注意通道寄存器中的设置设置设置设置配置,这是通道寄存器与配置寄存器相关联的地方,通过设置 3 位数 3 位设置位以及16个通道寄存器可以组合出16*8=108种组合配置,数据手册的描述比较难理解







配置完成后,就只需要查询ad7124-8状态寄存器数据是否准备好以及对应的通道数,数据如果准备好,就可以读取对应通道的数据,实现代码如下:

if( AD7124_WaitForConvReady( g_ad7124dev,100) >= 0 )

  {

u8Ch = AD7124_STATUS_REG_CH_active(ad7124_regs[AD7124_status].value);

AD7124_ReadData( g_ad7124dev, s32AdCode [u8Ch]);

  开关( u8ch)

  {

  案例0:

fVolVal = 2500.0 * (s32AdCode[u8Ch] - 0x800000)/(32.0*0x800000);

fK_mv = Tem2K_mv( fTempVal) ;

/fVolval = fK_mv;

fK_Tempval = 计算KTemp (fVolval fK_mv) ;

printf("Thermocouple Temperature: %5.3f C rn ",fK_TempVal );



  课间休息;

  案例1:

  /AD7124_ReadData( g_ad7124dev, s32AdCode[0]);

  fResval = s32AdCode[u8Ch] *250.0/0xffff;

fTempval = 计算RTDTemp(fResVal);

printf("RTD Temperature: %5.3f C rn ",fTempVal );   

  课间休息;

  }

  }

数据寄存器数据读出来之后就剩下数据处理了,热电偶的常用处理方式是冷端温度转换为对应的热电偶电压,热电偶热端电压+冷端电压值得到的电压值在转换成热电偶电压,按照这种算法实现热电偶测温。

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