polarimeter_software/User/driver/ad779x/README.md

AD7792与AD7793的核心区别总结

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🔍 核心差异概览

参数	AD7792	AD7793	说明
分辨率	16位	24位	AD7793有效分辨率高达23位，适合更高精度测量。
输出数据范围	0–65535 (16位)	0–16,777,215 (24位)	24位分辨率提供更精细的量化级别。
噪声水平	较高（同增益下）	更低（40nV RMS @4.17Hz）	低噪声设计使AD7793在微弱信号检测中表现更优。
有效分辨率	≤16位	最高23位	实际可用分辨率受噪声限制，AD7793在低速率下更接近理论值。
典型应用场景	一般工业控制	高精度测量（如医疗、实验室）	热电偶、RTD测温等场景优先选用AD7793。

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⚙️ 功能与性能细节

1. 模拟前端一致性

   • 相同点：
     • 均支持3路差分输入，内置可编程增益放大器（PGA，增益1–128）。
     • 集成激励电流源（10μA/210μA/1mA）和偏置电压发生器。
     • 供电电压范围均为2.7V–5.25V，功耗典型值400μA。
   • 差异点：
     • AD7793的输入缓冲器噪声更低，直接支持小信号输入（如PT100测温）。

2. 动态性能优化

   • 数据速率：两者均支持4.17Hz–470Hz可调输出速率。
   • 滤波能力：AD7793在低速率下（如4.17Hz）通过数字滤波实现更优的50Hz/60Hz工频抑制。

3. 基准电压与校准

   • 均支持内部带隙基准（1.17V）或外部差分基准（如2.5V）。
   • 校准模式：两款芯片均提供内部/系统零点和满量程校准寄存器。

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📊 选型建议

• AD7792适用场景：成本敏感型应用，如工业过程控制、便携仪器仪表，对分辨率要求≤16位即可满足。
• AD7793适用场景：
  • 高精度传感器测量（如RTD测温精度达0.2℃）。
  • 微弱信号采集（如气体分析、血液检测）。
  • 需23位有效分辨率的系统（如实验室设备）。

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💎 总结

AD7793在分辨率、噪声控制和有效位数上全面优于AD7792，但成本更高；
AD7792则以更低成本覆盖中精度需求场景。
若系统要求分辨率≤16位且预算有限，选AD7792；反之，追求极限精度或微弱信号检测，必选AD7793。

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推荐初始化流程（AD7793）

1. 配置 ad7793_hw_if_t 硬件接口结构体，填充 SPI/GPIO/延时等函数指针。
2. 定义 ad7793_config_t 配置结构体，指定参考源、增益、通道、速率、缓冲等参数。
3. 调用 ad7793_init(&dev, &hw_if, cs_pin, &cfg) 完成初始化。
4. 采集数据前建议调用 ad7793_wait_ready 等待数据就绪。
5. 采集数据用 ad7793_read_data，转换电压用 ad7793_convert_to_voltage。
6. 如需切换通道/增益/参考源，建议先 idle，再切换参数，最后恢复 continuous。

常见故障排查

• STATUS=0x48/0xC8：多为参考源配置与硬件不符、增益/缓冲冲突、IEXC未配置等。
• 读数全0或极大：检查参考电压、SPI连线、通道/增益配置。
• 写寄存器失败：检查 SPI 速率、CS 时序、硬件接口实现。
• 温度跳变/毛刺：建议应用层做温度跳变/低码滤波。
• 采样速率异常：确认速率配置与主时钟、SPI速率匹配。

IEXC（激励电流）配置注意事项

• 仅当硬件实际将 IOUT1/IOUT2 接到 RTD 或传感器回路时才需配置 IEXC。
• 若 IOUT1/IOUT2 悬空（未连接），请勿使能 IEXC，否则可能导致不可预期行为或错误状态（如 STATUS=0x48）。
• IEXC 配置必须与硬件连接方式一致。若用外部电流源或定值电阻，IEXC 应保持关闭。

缓冲/增益策略

• 关闭缓冲（BUF=0）时，增益不得大于2（G<=2），驱动已强制限制。
• 开启缓冲（BUF=1）可用高增益，但输入偏置电流和功耗增加。

寄存器dump与诊断

• 可用 ad7793_dump_registers 或 ad7793_dump_registers_mode 打印所有寄存器值，便于调试。
• 检测到持续错误（STATUS.ERR）时建议dump寄存器，辅助定位参考、缓冲、增益、IEXC等配置问题。

API典型用法与边界说明

• 所有API均检查设备初始化和参数有效性，未初始化或参数非法均返回false。
• 具体API用法和边界条件详见头文件注释。

Buffer/Gain Policy

• When buffer is disabled (BUF=0), gain must not exceed 2 (G<=2). The driver enforces this restriction and will return false if you attempt to set G>2 with buffer off.
• Enabling the buffer (BUF=1) allows higher gain settings, but increases input bias current and power consumption.

Register Dump and Diagnostics

• Use ad7793_dump_registers or ad7793_dump_registers_mode to print all register values for debugging.
• When persistent error (STATUS.ERR) is detected, perform a register dump to help diagnose the cause (reference, buffer, gain, IEXC, etc.).

Typical API Usage and Boundary Notes

• All API functions check for device initialization and parameter validity; invalid parameters or uninitialized device will return false.
• See header file comments for typical usage and boundary conditions for each API.

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通信寄存器用法

通信寄存器在AD7793中起到控制数据传输方向和指定目标寄存器的作用。它是SPI通信接口的核心控制寄存器，用于告诉AD7793后续的操作是读还是写，以及操作的目标寄存器是哪一个。

通信寄存器的作用

1. 读写控制：通过设置RW位（bit6）来区分是读操作还是写操作。
2. 寄存器选择：通过RS2-RS0位（bits5-3）来指定要操作的目标寄存器。
3. 连续读模式：通过设置CREAD位（bit2）可以启用连续读模式，用于连续读取数据寄存器。

是否每个寄存器操作前都需要设置通信寄存器？

是的，在每次操作AD7793的寄存器之前，都需要先通过通信寄存器指定操作类型（读/写）和目标寄存器。这是因为AD7793采用的是串行接口，需要通过通信寄存器来告知器件接下来要进行的操作。

通信寄存器的操作流程

1. 构建通信命令：根据要操作的目标寄存器和操作类型（读/写），构建通信寄存器的值。
2. 发送通信命令：将构建好的通信命令发送给AD7793。
3. 执行数据传输：根据通信命令的指示，进行数据的读写操作。

代码示例

以下是一个写寄存器的示例，展示了如何使用通信寄存器：

bool ad7793_write_reg(uint8_t reg, uint8_t *data, uint16_t len)
{
    uint8_t cmd = 0;

    /* Build communication command: WEN=0, R/W=0(write), register address */
    cmd  = (reg & 0x07) << 3;  // 设置RS2-RS0位，指定目标寄存器
    cmd &= ~COMM_RW;           // 清除RW位，设置为写操作
    cmd &= ~COMM_WEN;          // 清除WEN位（默认值）

    ad7793.hw_if.gpio_set(ad7793.cs_pin, false);  // 使能片选
    ad7793_spi_transfer(cmd, data, NULL, len);    // 发送通信命令和数据
    ad7793.hw_if.gpio_set(ad7793.cs_pin, true);   // 禁用片选

    return true;
}

注意事项

1. 通信命令字节：通信寄存器的设置是通过发送一个专门的命令字节来实现的，而不是直接写入通信寄存器的地址。
2. 连续操作：在连续操作同一个寄存器时，不需要每次都重新设置通信寄存器，除非操作类型或目标寄存器发生变化。
3. 数据寄存器的特殊处理：数据寄存器（REG_DATA）在读模式下有特殊的连续读功能，可以通过设置CREAD位来启用。

理解通信寄存器的工作原理对于正确操作AD7793至关重要，它是实现与器件通信的基础。

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AD7793/AD7792 应用配置与调试注意事项

推荐配置（PT100/RTD 测温典型拓扑）

static const ad7793_config_t g_ad7793_config = {
    .use_internal_ref        = false,         // 使用外部参考（如2.5V），REFIN+已实测2.5V
    .external_ref            = 2.500f,
    // 传感器差分约 0.043V，需保证 < Vref / Gain
    // 选择 GAIN=4 -> 满量程 2.5/4=0.625V，安全覆盖 43mV 输入
    .init_gain               = AD7793_GAIN_4,
    .init_channel            = AD7793_CHANNEL_1, // AIN1(+) - AIN1(-)
    .init_rate               = AD7793_RATE_8_33HZ,
    .unipolar                = true,          // 只测正向信号
    .buffered                = true,          // 启用缓冲
    .calibrate_system_zero   = false          // 禁用 system zero 校准，防止 OFFSET 被污染
};

配置与调试注意事项

1. 参考电压必须与硬件一致：

   • 若硬件 REFIN+ 接外部参考（如2.5V），use_internal_ref 必须为 false，external_ref 填实际电压。
   • 若用内部参考（1.17V），需保证 REFIN+/- 悬空且 use_internal_ref=true。

2. 增益选择：

   • 满量程 = 参考电压 / 增益。输入信号最大值必须小于满量程。
   • 输入信号远小于满量程时可适当提高增益（如 GAIN=8/16），但不能超量程。

3. 校准操作：

   • 禁用 system zero 校准（calibrate_system_zero=false），防止在参考/输入异常时 OFFSET 被写坏。
   • 若需校准，必须保证参考和输入都正常且在允许范围内。

4. 错误状态与保护：

   • STATUS.ERR（bit6=1）表示参考/输入异常，采样数据无效。
   • 采样线程应对 ERR/低码做过滤，避免异常温度。
   • OFFSET/FULLSCALE 寄存器应在每次初始化和异常时 dump 检查。

5. 常见故障排查：

   • STATUS=0x48 持续：多为参考配置与硬件不符或输入超量程。
   • OFFSET=0x800000 为正常中点，极大/极小为校准异常。
   • 采样码值极低或全0，多为参考/输入/校准异常。

6. 硬件测量建议：

   • 用万用表测 REFIN+ 对地、AIN1+/AIN1- 差分，确认与配置一致。

7. 调试建议：

   • 先用低增益（如 GAIN=2/4）确保不超量程，采样正常后再逐步提高增益。
   • 采样线程建议加低码/ERR保护，防止异常数据影响温度计算。

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如需更高分辨率或特殊应用，请根据实际输入信号幅度和参考电压合理调整增益与参考配置。