双剑合璧 ！看HPM6750 如何赋能 ADS1263 实现32位高精度数据处理

本文摘自先楫开发者@xiashuang的测评内容，分享了先楫HPM6750 如何赋能 ADS1263 实现32位高精度数据采集及处理 ，来看看吧

--------------- 以下为测评内容---------------

(本期测评开发板为 HPM6750EVK）

据官方用户手册， TI 的32位ADC：ADS1263 性能很强，最高采样到38.4k（26us），需要的处理器性能必须要具有很强的运算功能，正好试下HPM6750，于是画了一块PCB板，经过一周的等待终于到了，焊接了必要的元件就开干！

为了先验证板子的情况，先用软件模拟 SPI 进行实验，需要 7 根信号线进行连接通讯，定义的GPIO如下：

*RST---------PE25

*DRDY--------PE26

*MISO--------SPI2.MISO  PB25

*MOSI--------SPI2.MOSI  PB22

*SCK---------SPI2.SCK   PB21

*CS----------PF1

*START-------PF4

先初始化IO口，时钟的开启已经在board_init()中完成，所以指示配置一下寄存器就行

 /*设置IO口为通用IO*/

  HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PE25].FUNC_CTL = IOC_PE25_FUNC_CTL_GPIO_E_25; 

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PE26].FUNC_CTL = IOC_PE26_FUNC_CTL_GPIO_E_26;

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PB25].FUNC_CTL = IOC_PB25_FUNC_CTL_GPIO_B_25;

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PB22].FUNC_CTL = IOC_PB22_FUNC_CTL_GPIO_B_22;

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PB21].FUNC_CTL = IOC_PB21_FUNC_CTL_GPIO_B_21;

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PF01].FUNC_CTL = IOC_PF01_FUNC_CTL_GPIO_F_01;

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PF04].FUNC_CTL = IOC_PF04_FUNC_CTL_GPIO_F_04;

/*配置输入输出*/

    /*ps-上下拉电阻 PE-上下拉开关 SMT-施密特 DS-驱动强度 OD-开漏  MS-电压选择*/

    uint32_t pad_ctl_out = IOC_PAD_PAD_CTL_PE_SET(1) | IOC_PAD_PAD_CTL_PS_SET(1);

    uint32_t pad_ctl_in = IOC_PAD_PAD_CTL_PE_SET(1) | IOC_PAD_PAD_CTL_PS_SET(1)|IOC_PAD_PAD_CTL_SMT_SET(1);

    gpio_set_pin_output_with_initial(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOE, 25, 1);

    gpio_set_pin_output_with_initial(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 22, 1);

    gpio_set_pin_output_with_initial(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 21, 1);

    gpio_set_pin_output_with_initial(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 01, 1);

    gpio_set_pin_output_with_initial(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 04, 1);

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PE25].PAD_CTL = pad_ctl_out;

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PB22].PAD_CTL = pad_ctl_out;

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PB21].PAD_CTL = pad_ctl_out;

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PF01].PAD_CTL = pad_ctl_out;

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PF04].PAD_CTL = pad_ctl_out;

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PE26].PAD_CTL = pad_ctl_in;

    HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PB25].PAD_CTL = pad_ctl_in;

相应的IO输出及输入读取如下：

#define ADS1263_RESET_H gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOE, 25, 1)

#define ADS1263_RESET_L gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOE, 25, 0)

#define ADS1263_START_H gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 4, 1)

#define ADS1263_START_L gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 4, 0)

#define ADS1263_CS_H    gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 1, 1)

#define ADS1263_CS_L    gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOF, 1, 0)

#define ADS1263_SCLK_H  gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 21, 1)

#define ADS1263_SCLK_L  gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 21, 0)

#define ADS1263_DIN_H   gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 22, 1)

#define ADS1263_DIN_L   gpio_write_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DO_GPIOB, 22, 0)

#define ADS1263_DOUT    gpio_read_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DI_GPIOB, 25)

#define ADS1263_DRDY    gpio_read_pin(HPM_GPIO0, GPIO_DI_GPIOE, 26)

初始化ADS1263

int init_ads1263(void)

{

    printf("*************************************************************\r\n");

    printf("*                                                           *\r\n");

    printf("* ADS1263 TEST ^_^                                          *\r\n");

    printf("*                                                           *\r\n");

    printf("*************************************************************\r\n");

    GPIO_Configuration();

    ADS1263_INIT();//ADS1263初始化

    ADS1263_CS_L;

    Delay(0xf);

    ADS1263_WRITE(0x08);//START1 command，当START引脚为低电平时，可由此命令启动ADC1的转换。

    ADS1263_CS_H;

    Delay(0xf);

    return 0;

}

读取AD值

int read_ads1263(void)

{

    if(ADS1263_DRDY != 1)

    {

        ADS1263_CS_L;

        Delay(0xf);

        ADS1263_WRITE(0x12);//读取ADC1

        STATUS=ADS1263_READ_REG();

        ADC1_DATA=ADS1263_READ();

        checksum = ADS1263_READ_REG();

        ADS1263_CS_H; 

        count++;

        D[47]++;

        if(D[76] > 0)

        {

            ADC1_DATA = Filter_ch1(ADC1_DATA,D[76],D[77]);

        }

        ADC1_DATA = CELL_ADSOURSE_FILTER(ADC1_DATA,D[78],D[79]);

        mv_Now = ADC1_DATA / 2147483648.0 * 2500 / 32;//mv数

        //测试重量参数

        Weight = (mv_Now - mv_Zero)/ 10.0f * mv_Full * mv_Cali;

        INT32toREG(ADC1_DATA,&D[0]);//源码

        FP32toREG(mv_Now,&D[2]);//mv数

        FP32toREG(Weight,&D[4]);//重量

        //校秤参数

        mv_Zero = REGtoFP32(&D[70]);//mv零点

        mv_Full = REGtoFP32(&D[72]);//满量程

        mv_Cali = REGtoFP32(&D[74]);//校准系数    

        return ADC1_DATA;

    }

    else

        return 0;

}

利用上次移植的modbus 裸机例子，在主循环中不断查询AD状态读取。

连接好线，接上称重传感器开始测试

MODBUS上位机画面，使用50kg C3电阻应变桥式称重传感器采样400次精度在±1g，后来降低采样到60次/s，滑动平均5次，精度在±0.2g 。

逻辑分析仪抓取波形图。采用软件模拟SPI，速度在3M左右，读取命令+状态+4字节数据+校验共7个字节数据在20.5us左右

【实验总结】

HPM6750 在配置IO时要注意名称，因为IO引脚较多，宏定义也比较多，在初始化容易写错（这次因为IO编号写错导致两个IO口没有输出，查了1个多小时）。看来图形化代码工具还是很有必要的（*悄咪咪告诉你们，先楫图形化代码工具已经上线使用中啦）；

HPM6750 的驱动强度和施密特单独出来和I.MX RT系列比较像增加了IO控制的灵活性，PCB上高速信号的抗信号反射电阻和驱动限流电阻都可以省去了，等以后试下芯片的施密特能否代替外部输入上的 74HC14；

HPM6750 运算速度很快，等以后试试高阶FIR看看；

ADS1263 的高速采样及其以来模拟电源的纹波，对内部DCDC电源还是要增加滤波器，采样60HZ对50-hz和60hz纹波抑制后精度一下就上来了；

--------------- 以上为全部测评内容---------------

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