AD7685 SPI 3线无BUSY 模式调试笔记 （附代码及工程）

最近项目中使用到了 AD7685 ADC 芯片，其支持最基本的 SPI 接口，但与日常我们操作的大多数标准的 SPI 又不完全相同，故在此记录下完整的调试过程，并与大家分享。文后会附上测试代码，若整个调试过程中存在疑问或个人理解的错误，恳请大家在评论区指正，如果大家有自己的调试经验，也欢迎在评论区分享。

首先分享一下 AD7685 的官网，大家可以在此找到关于该芯片的所有资料（复制链接到浏览器打开）：

https://www.analog.com/cn/products/ad7685.html

官网也能够下载到 AD7685 的芯片手册，在调试开始前需要将该手册准备好，在实际调试过程中需要参考到手册中的一系列参数。

在调试开始前我们先来简单了解一下这个芯片：

AD7685 是一款16位、电荷再分配、逐次逼近型模数转换器 (ADC)，采用2.3V 至 5.5V 单电源 (VDD) 供电。该器件内置一个低功耗、高速、16位无失码采样ADC、一个内部转换时钟和一个多功能串行接口端口。还集成了一个低噪声、宽带宽、短孔径延迟的采样保持电路。在CNV上升沿，该器件对 IN+ 与 IN- 之间的模拟输入电压差进行采样，范围从0V 至 REF。基准电压 (REF) 由外部提供，最高可设置为电源电压，其功耗和吞吐量呈线性变化关系。

AD7685 有以下特性：

• 16位分辨率、无失码

• 吞吐速率：250 kSPS

• 积分非线性(INL)：典型值±0.6 LSB，最大值±2 LSB（FSR的±0.003%）

• 信纳比(SINAD)：93.5 dB（20 kHz时）

• 总谐波失真(THD)：-110 dB（20 kHz时）

• 伪差分模拟输入范围：0 V至 VREF（VREF最高为VDD）

• 无流水线延迟

• 单电源工作：2.3 V至5.5 V，逻辑接口电压：1.8 V至5 V

• 串行接口：SPI®/QSPI™/MICROWIRE™/DSP兼容

• 以菊花链形式连接多个ADC、忙闲指示功能

• 功耗
  1.4 μW (2.5 V/100 SPS)
  1.35 mW (2.5 V/100 kSPS)、4 mW (5 V/100 kSPS)

• 待机电流：1 nA

由于 SPI 最为普遍，所以大多数情况下我们都会使用 SPI 来进行采集，并且其分辨率为 16 位，意味着我们可以将 SPI 的数据长度设置为 16 位，通过 1 次数据交换就能获取到完整的采样数据。同时其吞吐速率为 250kSPS, 这就代表最快的采样间隔为 4 us。

有了以上要点，我们就得到了最基本的软件采样逻辑：

使用 SPI 接口，配置为 16 位数据长度，通过 1 次数据交换获取到采样值，两次采样的间隔需要大于 4 us。

接着我们来看采样的时序部分，此处需要注意，由于 AD7685 本身支持多种 SPI 操作方式，如 3线无BUSY，3线有BUSY，4线无