1 | //------------------------------------------------------------------------------------------------------------
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2 | //
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3 | // Programmname: STM32F4_AD7680
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4 | // Datum: 09.10.2013
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5 | // IDE: CooCox COIDE V. 1.7.5
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6 | // Autor: T. Öztürk
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7 | //
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8 | //
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9 | //
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10 | // Takt-Einstellungen: HSE=8 MHz, HCLK=168MHz, SYSCLK=168 MHz, PCLK1=42 MHz (Taktquelle für SPI2)
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11 | // PLL_N=336
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12 | // PLL_M=25
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13 | // PLL_Q=7
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14 | // PLL_P=2
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15 | //
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16 | // Beschreibung: Dieses Programm steuert über Serial Peripheral Interface (SPI) den externen
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17 | // Analog-Digital Umsetzer AD7680 an und empfängt die Abtastwerte. Der AD7680
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18 | // hat eine Auflösung von 16 Bit, also 65535 Abstufungen. Der 16-Bit Abtastwert
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19 | // wird nicht "direkt" als 16-Bit geschickt, sondern in 24 Bits, d.h. der AD7680
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20 | // füllt die restlichen Bit-Stellen mit Nullen auf. Der SPI wurde daher auf 8 Bit,
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21 | // also 1 Byte, Datenpakete eingestellt. Es werden somit drei Byte Pakete empfangen,
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22 | // aus denen der 16 Bit Abtastwert durch Bit-Verschiebung zusammengestellt wird.
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23 | // Der Abtastvorgang beginnt mit der fallenden Flanke des Chip Select Signals.
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24 | // Die Taktgeschwindigkeit SCLK des SPI's bestimmt auch die Abtastrate des AD7680.
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25 | // Weitere Informationen sind dem Datenblatt des AD7680 zu entnehmen:
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26 | // http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD7680.pdf
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27 | // (In CooCox CoIDE: STRG gedrückt halten und mit linken Mauszeiger auf Link klicken)
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28 |
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29 | // In diesem Beispiel wird der SPI2 Controller des STM32F4 verwendet. Die jeweiligen
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30 | // Pin-Zuordnungen sind dem Datenblatt des STM32F4 zu entnehmen. (Abschnitt 3, Tab. 6):
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31 | // http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/DM00037051.pdf
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32 | //
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33 | // Eine weitere wichtige Quelle bzw. die einzige, die ich gefunden habe, wo der AD7680 eingesetzt wird:
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34 | // http://abieneman.wordpress.com/2010/04/04/punch-acceleration-sensor/
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35 | //
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36 | //
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37 | // Anschlussplan:
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38 | //
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39 | // AD7860 | STM32F4 Discovery Board
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41 | // VDD (Pin 1) VDD
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42 | // GND (Pin2,Pin3) GND
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43 | // VIN (Pin4) zu Messende Spannung z.B. VDD, Auf max. Spannung achten !
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44 | // SCLK (Pin5) PB10
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45 | // NC (Pin6) -
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46 | // SDATA (Pin7) PC2
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47 | // ~CS (Pin8) PA3
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48 | //------------------------------------------------------------------------------------------------------------
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49 | //
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50 | // Ich habe keine Kondensatoren zum Glätten bzw. Entstören verwendet. Dies ist lediglich ein
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51 | // Minimalbeispiel. Eine Beispiel-Schaltung nach Analog Devices befindet sich im Datenblatt
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52 | // des AD7680 auf S. 13 (inklusive "saubere" Versorgungs- bzw. Referenzspannung)
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53 | //
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54 | // Ich bin kein "langjähriger" C-Programmierer, daher entschuldigt den nicht sauberen
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55 | // bzw. nicht professionellen Code !
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56 | //
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57 | //
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58 | // Viel Spass und Erfolg !
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59 | //
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60 | //------------------------------------------------------------------------------------------------------------
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63 |
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64 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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65 | // Includes
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66 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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67 | #include "stm32f4xx_rcc.h"
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68 | #include "stm32f4xx_gpio.h"
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69 | #include "stm32f4xx_spi.h"
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71 |
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72 |
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73 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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74 | // Defines
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75 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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76 | #define LED_Green GPIO_Pin_12 // selbsterklärend
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77 | #define LED_Orange GPIO_Pin_13 // ""
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78 | #define LED_Red GPIO_Pin_14 // ""
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79 | #define LED_Blue GPIO_Pin_15 // ""
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80 |
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81 | #define SCLK GPIO_Pin_10 //PB10 // Takt-Ausgang für SPI
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82 | #define SDATA GPIO_Pin_2 //PC2 // Datenleitung für die Samples bzw. MISO
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83 | #define MOSI GPIO_Pin_3 //PC3 // MOSI; existiert in diesem Beispiel nicht
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84 | #define CS GPIO_Pin_3 //PA3 // ChipSelect (auch SlaveSelect genannt)
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85 |
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86 | #define ADC_RES 65535 // Der AD7680 hat eine Auflösung von 16 Bit: (2^16)-1=65535 Abstufungen
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87 | #define Vref 2.94 // Referenzsspannung des A-D Umsetzer ist bei beim AD7680 die Versorgungsspannung Vss
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88 | // Die Versorgungsspannung des AD-Umsetzer wird dem Vdd Pin des STM32F4 Discovery Boards
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89 | // entnommen, die bei USB Speisung c.a. 2.94 V beträgt (Schutzdioden auf dem Board...).
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90 |
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91 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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92 | // Prototpes
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93 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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94 | void EnableRCC(void);
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95 | void ConfigGPIO(void);
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96 | void ConfigSPI(void);
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97 | uint8_t ReadSPI(void);
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98 |
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99 |
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100 | int main(void)
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101 | {
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102 |
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103 | uint8_t raw_bytes[3]; // Ein Array wo die drei "Roh-Bytes" gespeichert werden. "Roh-Bytes" sind die mit den Nullen aufgefüllten Bytes, die vom AD7680 gesendet werden
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104 | unsigned sample_value = 0; // Hier wird der 16 Bit Abtastwert gespeichert
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105 | float voltage_value = 0; // Der berechnete Spannungswert wird hier gespeichert
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106 | int i = 0;
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107 |
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108 | SystemInit(); // ggf. nötig, damit die Takteinstellungen richtig übernommen werden
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109 | EnableRCC(); // Takt für die benötigten Peripherien einschalten
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110 | ConfigGPIO(); // Die GPIO Pins konfigurieren
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111 | ConfigSPI(); // SPI2 Controller konfigurieren
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112 | GPIO_SetBits(GPIOD,LED_Blue); // blaue LED einschalten (Lebenszeichen)
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113 |
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114 | while(1)
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115 | {
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116 | GPIO_ResetBits(GPIOA,CS); // ChipSelect Ausgang auf Low setzen, damit der AD7680 mit Abtastvorgang anfängt
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117 | for(i=0; i<3; i++)
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118 | {
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119 | raw_bytes[i]=ReadSPI(); // Alle drei "Roh-Bytes" in das Array speichern
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120 | }
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121 | GPIO_SetBits(GPIOA,CS); // ChipSelect Ausgang auf High setzen, damit der AD7680 mit Abtastvorgang aufhört
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122 |
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123 |
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124 | sample_value = (raw_bytes[0] << 11) | (raw_bytes[1] << 3) | (raw_bytes[2] >> 5); // Da wir 3 Bytes (24 Bit) erhalten, müssen wir Bits verschieben um an die
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125 | // relevanten 16 Bit Daten (Abtastwert) heranzukommen.
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126 |
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127 | voltage_value=(Vref/ADC_RES)*sample_value; // Spannungswert aus dem Abtastwert (16 Bit ADC Wert) berechnen
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128 | }
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129 | }
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130 |
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131 |
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132 | uint8_t ReadSPI(void)
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133 | {
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134 | SPI2->DR = 0xAA; // "dummy" Daten schreiben, dies ist nötig, damit überhaupt Empfangen werden kann.
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135 | while( !(SPI2->SR & SPI_I2S_FLAG_TXE) ); // warten bis der Sendevorgang abgeschlossen ist
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136 | while( !(SPI2->SR & SPI_I2S_FLAG_RXNE) ); // warten bis der Datenempfang abgeschlossen ist
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137 | while( SPI2->SR & SPI_I2S_FLAG_BSY ); // warten bis der SPI2 nicht mehr "beschäftigt" ist.
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138 | return SPI2->DR; // Daten im SPI2 Datenregister als Rückgabewert ausgeben
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139 | }
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140 |
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141 |
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142 | void ConfigSPI()
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143 | {
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144 |
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145 | SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
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146 |
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147 | SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; // Daten empfangen und senden
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148 | SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; // STM32F407VGT ist der Master und AD7680 der Slace
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149 | SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // Es werden 24 Bit's vom AD7680 ausgegeben 000016_Bit_Sample_Value0000, daher 3 x 8 Bit Packete
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150 | SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_FirstBit_MSB; // Der AD7680 überträgt die Daten als "MSB first"
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151 | SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; // Clock Polarity (CPOL) = 1
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152 | SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; // Clock Phase (CPHA) = 1 (entspricht hier CPHA_2Edge !)
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153 | SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft | SPI_NSSInternalSoft_Set; // NSS Pin als GPIO Pin einstellen und intern auf High setzen
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154 |
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155 | SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler =SPI_BaudRatePrescaler_64; // SCLK=42MHz/64=656.2kHz APB1=42 MHz, SYSCLK=168 MHz
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156 | SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 0; // kein CRC bilden
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157 |
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158 | SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure); // SPI2 Interface initialisieren
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159 | SPI_CalculateCRC(SPI2, DISABLE); // CRC Berechnung deaktivieren
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160 |
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161 | SPI_Cmd(SPI2,ENABLE); // SPI2 Interface aktivieren
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162 | }
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163 |
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164 |
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165 | void EnableRCC(void)
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166 | {
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167 | RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); // Takt für die GPIOA's aktivieren
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168 | RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE); // Takt für die GPIOB's aktivieren
|
169 | RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE); // Takt für die GPIOC's aktivieren
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170 | RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE); // Takt für die GPIOD's aktivieren
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171 | RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE); // Takt für den SPI2 aktivieren
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172 | }
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173 |
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174 |
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175 | void ConfigGPIO(void)
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176 | {
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177 |
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178 | GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
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179 |
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180 |
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181 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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182 | // Pin für die blaue LED (PD15) konfigurieren
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183 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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184 | GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_Blue;
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185 | GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
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186 | GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
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187 | GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
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188 | GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
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189 |
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190 | GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
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191 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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192 |
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193 |
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194 |
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195 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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196 | // SCLK Ausgang konfigurieren
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197 | // -restliche Einstellungen können aus der LED Konfiguration übernommen werden.
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198 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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199 | GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SCLK;
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200 | GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; // SCLK, also PB10, auf Alternativ-Modus umschalten
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201 |
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202 | GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
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203 |
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204 | GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_SPI2); // PB10 mit dem SPI2 Controller verbinden
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205 | // PB10 ist nun die SCLK Quelle
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206 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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207 |
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208 |
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209 |
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210 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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211 | // SDATA (MISO) und MOSI konfigurieren
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212 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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213 | GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SDATA | MOSI;
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214 | GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; // PC2 und PC3 auf Alternativ-Modus umschalten
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215 |
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216 | GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
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217 |
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218 | GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_SPI2); // PC2 mit SDATA(MISO) von SPI2 verbinden
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219 | GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_SPI2); // PC3 mit MOSI von SPI2 verbinden
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220 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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221 |
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222 |
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223 |
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224 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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225 | // ChipSelect(CS) bzw. SlaveSelect(SS) konfigurieren
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226 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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227 | GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = CS;
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228 | GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; // Normaler Ausgang...
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229 | GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; // PullUp aktivieren
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230 | GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
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231 |
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232 | GPIO_SetBits(GPIOA,CS); // ChipSelect sofort auf High setzen,
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233 | // damit der AD7680 nicht gleich anfängt
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234 | // zu "arbeiten".
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235 | //---------------------------------------------------------------------------------------------------
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236 | }
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Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten