外设驱动库开发笔记44：DDC114 ADC驱动

最新推荐文章于 2025-10-18 16:24:31 发布

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#DDC114 #ADC #模数转换

本文详细介绍了DDC114电流输入型ADC的特性，包括其4路输入、2路AD转换器的结构，以及SPI接口的工作原理。接着，文章阐述了驱动程序的设计思路，定义了DDC114对象类型，并提供了初始化函数和数据获取函数。在实际应用中，驱动程序用于采集光度数据，通过SPI接口读取转换结果并进行数据解析。测试结果显示驱动程序运行正确，但使用时需要注意SPI速度、积分时间和MCU配置等问题。

在产品设计过程中，很多时候都会用到ADC器件，而在一些特殊场合还需要一些特别的ADC器件。我们在这篇中将讨论常用于医疗器件方面的，DDC114这款电流输入ADC，并为其设计一个驱动程序。

1、功能概述

模数转换器DDC114是一款电流输入型ADC，通过对微小电流信号采用电荷积分的方式进行模数转换。包括4路输入，每路输入有2路积分电容；有2路AD转换器，每2路输入共用1个AD转换器。其内部结构框图如下：

DDC114采用48脚QFN封装，其量程范围、数据格式、转换周期、操作模式等都是通过配置硬件引脚来实现配置的。其封装样式及引脚定义如下：

DDC114通过SPI接口输出数字化的结果，该SPI接口由一组数据时钟(DCLK)，一个有效数据引脚(DVALID)，一组串行数据输出引脚(DOUT)，和一组串行数据输入引脚(DIN)组成。DDC114电流积分型AD芯片各路交叉积分与转换，积分与转换过程以及数据输出基本是独立进行的。DIN只在多个转换器级联时使用，否则应该绑定到DGND。当移位寄存器包含有效数据时，DVALID输出变低。相应的逻辑时序如下：

DDC114存在连续模式和非连续模式两种。当积分时间大于数据转换时间时就切换到了连续模式，当积分时间小于数据转换时间时就转换到了非连续模式。有关连续与非连续模式的所需时钟周期如下：

为了获得最好的噪声抑制特性，一般来说，我们需要将CONV转换信号与CLK时钟的上升沿同步。

2、驱动设计与实现

我们已经了解了DDC114电流输入型ADC的基本特性，接下来我们就依据这些特性和要求实现DDC114电流输入型ADC的驱动程序。

2.1、对象定义

与前面一样，我们依然是基于对象的思想来实现DDC114电流输入型ADC的驱动。所以我们首先来考虑DDC114电流输入型ADC作为对象的基本属性和操作。
首先我们来考虑DDC114对象的属性，我们使用DDC114的目的就是获取各通道的数据，所以我们将当前时刻的数据作为属性记录下来。数据格式虽然是通过硬件管脚来设置的，但在不同的数据格式下解析数据的方式也是不一样的，所以我们将当前配置的数据格式当作属性记录下来。同样的，不同数据格式下量程和零点的设置也是不一样的，所以我你们将其作为属性记录下来，方便完成数据解析。我们知道DDC114连续工作时需要控制转换信号CONV，我们需要记录他每一时刻的状态，以便控制CONV信号的切换，所以我们将器状态也定义为对象的属性。
而DDC114对象所需要进行的基本操作，主要有控制CONV信号、控制RESET信号、控制TEST信号、获取DVALID状态并从SPI获取，这些操作都依赖于具体的平台，所以我们将其定义为对象的操作，这样可以通过函数指针的方式方便操作。还有基于时序控制的需要，我们需要微秒延时函数，而延时函数也依赖于具体的软硬件平台，所以我们将其定义为对象的操作。综上所述，我们可以定义DDC114的对象类型如下：

/*定义DDC114对象类型*/
typedef struct Ddc114Object {
    uint32_t dCode[4];
    Ddc114PinSetType convStatus;
    Ddc114FormatType format;  //数据输出格式
    uint32_t codeRange;     //输出量程编码
    uint32_t codeZero;     //输出零点编码
    void (*GetDatas)(uint8_t *rData,uint16_t rSize);
    uint8_t (*GetValid)(void);
    void (*SetConv)(Ddc114PinSetType conv);
    void (*SetReset)(Ddc114PinSetType reset);
    void (*S