214 lines
11 KiB
Markdown
214 lines
11 KiB
Markdown
<!--
|
||
* @Author: mypx
|
||
* @Email: mypx_coder@163.com
|
||
* @Date: 2025-06-23 10:56:41
|
||
* @LastEditors: mypx mypx_coder@163.com
|
||
* @Description:
|
||
-->
|
||
## AD7792与AD7793的核心区别总结
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### 🔍 **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。 |
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### ⚙️ **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。
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### 📊 **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）。
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### 💎 **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。
|
||
|
||
---
|
||
|
||
|
||
|
||
## 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.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 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：
|
||
|
||
```c
|
||
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。
|
||
|
||
---
|
||
|
||
# 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）
|
||
|
||
```c
|
||
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。
|
||
|
||
---
|
||
|
||
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。 |