完整方案分享——如何利用精密ADC进行热电偶采集

本文转自ADI中文技术论坛，地址：https://ezchina.analog.com/thread/15156

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UG-856EVAL-AD7124-8SDZ User Guide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UG-856应用，冷端使用一个3线PT100补偿，MCU采用ADI ARMCORTEX-M3处理器ADUCM360，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：

图1 模拟通道滤波电路

图2 AD7124-8电路

图3 电源以及外部REF电路

原理图设计完了，就准备PCBlayout，layout参考UG-856上的设计，按照4层板设计。

图4 顶层丝印图

图5 顶层走线图

图6 GND层

图7 电源层

图8 底层

图9 底层丝印图

PCB layout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ADUCM360上开发的程序，需要将其移植到ADUMC360上

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_Read(ADI_SPI_TypeDef *pSPI,uint8_t*pBuffer,int32_t i32Len);

int8_t SPI_Write(ADI_SPI_TypeDef*pSPI,uint8_t *pBuffer,int32_t s32Len);

其中SPI_Init完成SPI的初始化，包括SPI号，以及波特率

SPI_Read实现SPI读数据i32Len数据到pBuffer中

SPI_Write则实现SPI则将pBuffer中长度为s32Len数据再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AD7124.C中也提供了方法。在int32_t AD7124_Setup(ad7124_device *device, intslave_select,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。

（代码请在原帖查看吧）

配置完成后，就开始实现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SETUP配置，这是通道寄存器与配置寄存器相关联的地方，通过3bit Setup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

（代码请在原帖查看吧）

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。

非常详细的资料  学习了

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