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ADS1118数据输出异常,调节差分输入电压时,输出数据经常会变成一个定值,输出数据不再变动,求解答~

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

        我用的是STM32F407来配置ADS1118的驱动程序,硬件SPI,ADS1118的配置为0x8883(连续模式,AIN0和AIN1差分输入,+/-0.512V,128SPS,ADC模式)。AIN0和AIN1为两路输入信号,当差分电压为0.129V时,经常输出就是一个定值:36802(有时为其他的定值),主程序里面一直进行AD读取。希望各位大大能够帮忙看看,已经研究了好多天了,还是这样子。一直找不到原因。

        会不会因为AIN0或者AIN1输入端的ESD二极管导通使得芯片处于被保护状态,输出的数据一直为定值(每一次的定值不一定相同)。

        我VDD电压用的是5V,这个应该不会影响吧?芯片手册里面写着电压最大能到5.5V。

       测得的各个信号的波形如下所示:

图1  SCLK  and  DIN

图2  SCLK  and NSS信号

图3 SCLK and DOUT

 我的SPI驱动代码如下:

volatile uint8_t readata1;
volatile uint8_t readata2;
volatile uint8_t readata3;
volatile uint8_t readata4;
volatile uint16_t readata;
/********************************************************************
 * 名称 : SPI_Configure
 * 功能 : 配置SPI
 * 输入 : 无
 * 输出 : 无 
 ***********************************************************************/
void SPI_Configure(void)
{
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
  
  SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
  
  
  
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOB时钟
  
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,ENABLE); // 使能SPI2时钟
  
  //GPIOB14(MISO)
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_14;
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//100MHz
    
  GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
  
  //GPIOB12(NSS):输出
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12;
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//100MHz
  
  GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
  
  GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_12,Bit_SET);//NSS=1;
  
  //GPIOB13(SCK),15(MOSI)初始化设置: 复用功能输出  
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_15;//PB13,15
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//100MHz
  
 // GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);// 初始化
  
  
  
  //配置引脚复用映射
  
  //GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_SPI2); //PB12复用为 SPI2
 
  GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource13,GPIO_AF_SPI2); //PB13复用为 SPI2
  
  GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource14,GPIO_AF_SPI2); //PB14复用为 SPI2
  
  GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource15,GPIO_AF_SPI2); //PB15复用为 SPI2
  
  
  
  //这里只针对SPI口初始化
  
  RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,ENABLE);//复位SPI2
  
  RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,DISABLE);//停止复位SPI2
  
  
  
  SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI全双工
  
  SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;        //设置SPI工作模式:主SPI
  
  SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;     //设置SPI的数据大小: 8位帧结构
  
  SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;//串行同步时钟的空闲状态为高电平
  
  SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; //数据捕获于第一个时钟沿
  
  SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;   //NSS信号由软件管理
  
  SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_64;    //预分频256
  
  SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //数据传输从MSB位开始
  
  SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;    //CRC值计算的多项式
  
  SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure); //根据指定的参数初始化外设SPIx寄存器
  
  
  
  SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI2
  
}
/********************************************************************
 * 名称 : ADS_Read
 * 功能 : 读取ADS1118
 * 输入 : 无
 * 输出 : AD返回数据 
 ***********************************************************************/
int ADS_Read(void)
{
  u16 Data;
  
  GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_12,Bit_RESET);//NSS = 0;
  
  Data = SPI_RW_Reg(0x8883);
    
  GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_12,Bit_SET);//NSS = 1;
  
  return Data;
  
}

void delay( uint32_t nCount )
{
    for(; nCount != 0; nCount--)
    {
        ;
    }
}
//-------------------------------//
int8_t SPI_ADS_Send(uint8_t dat)	 //发送数据
{
    /* 当 SPI发送缓冲器非空时等待 */
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
  
    /* 通过 SPI2发送一字节数据 */
    SPI_I2S_SendData(SPI2, dat);		
 
    /* 当SPI接收缓冲器为空时等待 */
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);

    /* Return the byte read from the SPI bus */
    return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2);
}
uint16_t SPI_RW_Reg(uint16_t CofigReg)
{

    delay(10);
    readata1=SPI_ADS_Send((uint8_t)(CofigReg>>8));
    readata2=SPI_ADS_Send((uint8_t)CofigReg);
    
    
    //readata3=SPI_ADS_Send((uint8_t)(CofigReg>>8));
    //readata4=SPI_ADS_Send((uint8_t)CofigReg);
//    readata= ((uint32_t)readata4) | ((uint32_t)readata3<<8) | ((uint32_t)readata2<<16) | ((uint32_t)readata1<<24);
	readata=( ((uint16_t)readata1<<8) | (uint16_t)readata2 );
    delay(1000);
    return readata;
}

主函数的while循环里面一直执行:
?delay_xms(100);   

ADC_Result=ADS_Read();   

LCD_Display();


上面图3发送了,因该是这个:

SCLK and DOUT

读出的数字量是有符号16位整型,把你的数字转换成有符号数,看看对不对

以下差分电压对应的输出量分别是:

-0.251V————24952

-0.126V————28764

0.07V   ————2556

0.08V   ————4080

0.312V ————11896

0.411V ————14268

0.747V ————16383

这些都正常情况(即输出量会随差分输入改变时)下对应的值。

但是在调节差分输入的时候,经常调着调着数值就变成一个很大的定值了,尽管差分电压变化量很小,也会出现这样的情况。

请问你是拿什么调节的输入

        用的是电阻桥分压,J2那里接了个电阻箱,通过调节电阻箱电压来实现不同差分电压,会不会是电阻箱有点老旧了,转换电阻值的时候内部是断开的,导致电阻值很大,然后就超过差分输入范围了?但是就算是这样,当电阻值稳定下来的时候应该是会变回正常值的。如图:

        我后来重新用3.3V的稳压芯片和滑动变阻器做了个电压输入端,接到AIN0,AIN1内部接GND,用单端输入测试了一下。电压值增加的过程中,没有出现采样值跳变的情况,如图:

        现在我用了两个这样的电压输入端,分别接到AIN0,AIN1,头几次测量的时候是正常的,就是随着(AIN0-AIN1)的增减,采样值也会增减,且差值为正时得到的是正值,差值为负时得到的是负值。但是试了几次之后又出现了问题,SCLK,NSS,DIN信号都是正确的,ADS1118上的VDD为5V,GND为0,AIN0和AIN1输入电压也是先前能够测量到正确值时的电压,唯独DOUT信号不正常,主要有以下几个问题:

        1、在单片机最小系统上电之后,采样值一直处于0,无论怎么调节差分输入都是保持0不变;

        2、在单片机最小系统上电之后,若先切断VDD,再提供VDD电压,那么采样值又是有的,但是偶尔会出现过一小段时间又会变得不正常的现象。

        今天早上总算找到原因了,应该是AD的供电电压有问题,之前用的5V一直会有一大堆问题,今天早上改成3.3V之后就全部解决了。

        在芯片手册中找到了:

        下面是在差分输入为负值时测量到的大致数据:

        下面是我调试过程中遇到的一些现象,大部分应该是由于VDD电压不是3.3V所致,如有不对的地方,还望大家指正,谢谢:

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