基于STM32和ADS1118的热电偶设计笔记

最近做项目用到了，用来做热电偶温度采集，主控为。记录一下在编写驱动时遇到的问题和解决方法。
在编写驱动前，要认真阅读数据手册，如果芯片厂商给出了相关解决方案，最好根据其方案进行设计。
《数据手册》，《简单的热电偶测量解决方案》，主要依据这两个手册完成硬件电路和驱动程序的编写。
1 硬件设计

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上图就是TI给出的硬件设计。
2 驱动程序设计 2.1 的SPI时序
使用的SPI总线，因此驱动还是比较好写的。
最开始写的时候，因为没有认真看数据手册，采集到的数据一直不正确，最后仔细看了一下时序图，发现是由于在 CS 引脚拉低后没有延时就开始采集数据造成的。详见下图：

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在 CS 引脚拉低后，要最少延时100ns，实测STM32则要延时100us（没有继续测试，也许可以更短）。
2.2 配置STM32的SPI引脚
STM32的SPI引脚配置时，可以使用8位帧数据格式，也可以使用16位帧数据格式，数据为MSB优先，空闲时SCLK保持低电平，下降沿时对数据采样。

SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b;SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;//SCLK空闲状态低电平SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;//第二个跳变沿采样SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8;SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;//CRC值计算的多项式SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);

2.3 数据采集 2.3.1 获取ADC数据
由于低功耗的要求，被配置为单次模式。以下说明均按照单次模式。

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数据手册上对数据传输的说明如下：
在单次转换模式和连续转换模式下，均以相同方式写入或读取数据，无需发出任何命令。的工作模式通过配置寄存器中的 MODE 位进行选择。
将 MODE 位置为 0 可使器件在连续转换模式下工作。在连续转换模式下，器件连续启动新的转换，即使 CS 处于高电平也是如此。
将 MODE 位置为 1 可启动单次转换模式。在单次转换模式下，只有向 SS 位写入 1 时才会启动新的转换。
始终对转换数据进行缓冲并在新转换数据替换前始终保留当前数据。因此，可随时读取数据，无需担心数据损坏。当 DOUT/DRDY 置为低电平时，指示新转换数据已就绪，可通过移出 DOUT/DRDY 中的数据进行读取。
还可以在同一数据传输周期内直接回读配置寄存器设置。完整的数据传输周期由 32 位（使用配置寄存器数据回读）或 16 位（仅在 CS 线路受控且永久置为低电平时使用）组成。
在编写驱动的时候，参考了TI给出的的驱动程序，采用32位完整传输周期。

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32 位数据传输周期中的数据由四个字节组成：两字节用于转换结果，另外两字节用于配置寄存器回读。
我个人认为每个周期中的DATA是上一次的转换结果，因此要获取当前时刻的转换结果需要写入四次数据，头两次写入有效的寄存器配置，启动转换，后两次则随意写入无效数据读取转换结果。
在读取转换结果之前需要判断是否完成了数据转换。这里就有两种方式：