AD7190做电子秤基本配置（stm32）

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#AD7190 #ADC #电子秤 #stm32 AD7190

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本文介绍了使用STM32F10VET6开发板和AD7190芯片搭建电子秤的过程，包括引脚配置、寄存器设置、电路连接、读写时序，并提供了程序源码。通过配置寄存器和模式寄存器，实现了数据转换和传感器读取，适合学习者参考。

AD7190做电子秤基本配置

声明：本文原创，引用请注明出处。谢谢合作！

新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_aa7932760102wtg6.html

只是自己测试学习笔记，仅作参考，如有问题请多指教！

一、历程说明

i. 对于芯片资料这里就不多说了，AD官方网站可以下载。

ii. 因为我使用的是已固化模块，这里仅提供模块图片，图1。

图：1

iii. 称重传感器如图2.1、2.2，承重：100kg，准确度等级：3c。

图：2.1

图：2.2

iv. 处理器：STM32F10VET6开发板，本例程加入了uCOS-III操作系统，不会系统的朋友可以忽略（一般会有“OS”字母），并未过多使用。

v. 编译环境版本：keil 5.14。

vi. 本历程使用GPIO模拟SPI通讯（附：STM32F103硬件SPI配置）。

vii. 测试工具：万用表、示波器、逻辑分析仪。

二、引脚配置说明资料

如果同样是使用以上模块的话，我们需要关注的引脚为，SCLK、CS\、OUT/RDY\、DIN、AIN1、AIN2、AIN3、AIN4、REFIN1(+)、REFIN2(-)。如果自己做电路的话，相信不用我多说。

SCLK:通讯时钟。

CS\:通讯使能（低电平有效）。

OUT/RDY\：通讯输出引脚/同时又有数据转换就绪输出引脚。可以在数据寄存器中从此引脚读取数据。如果当次引脚从高电平变为低电平时，表示可以读取数据（可以读取状态寄存器获得RDY\电平）。

DIN:通讯输入引脚。

本例程是针对于称重传感器连接及配置,使用全差分。

AIN1、AIN2：模拟输入，分别连接称重信号+、信号-

AIN3、AIN4：第二路输模拟输入，分别连接第二个称重信号+、信号-。

REFIN1(+)、REFIN2(-)：在配置寄存器说明。

三、寄存器分析及配置

芯片在上电时默认选定通讯寄存器，寄存器每位的作用看下图即可，我就不多说了。

对于配置的话：

0100 0000 0x40 //表示下次读取状态寄存

0100 0100 0x44 //表示连读状态寄存器（需设置模式寄存器DAT_STA位）

0000 1000 0x08 //表示下次写模式寄存器

0100 1000 0x48 //表示下次读模式寄存器

0001 0000 0x10 //表示下次写配置寄存器

0101 0000 0x50 //表示下次读配置寄存器

0101 1000 0x58 //表示下次读数据寄存器（如果选择状态寄存器随数据输出，下次要读取32位数据，低8位为状态寄存器数据）

0101 1100 0x5c //表示接下来连续读数据寄存器（如果选择状态寄存器随数据输出，下次要读取32位数据，低8位为状态寄存器数据）

状态寄存器最好标志数据是否转换就绪，如果转就绪此位为0，否则为1.低3三位表示读取到的数据是属于哪个通道的数据。

模式寄存器配置为：0001 1000 0000 0011 1111 1111 0x1803FF

高三位工作模式选择位，000，默认，连续转换模式

MR20设置为1，表示状态寄存器数据随数据寄存传输，因为使用的不止是一个通道，要对数据通道进行区分。

MR19-MR16：1000表示选择4.92MHz内部时钟。后两位要求必须为0

MR15-MR10:默认设置

MR9-MR0：全部设置为了1，数值越大，输出数据速率越慢，这个根据需要选择，芯片说明有具体输出速率配置。

配置寄存器配置：0000 0000 0000 0011 0000 0000 0x000300

CON23-CON16：芯片默认配置

CON15-CON8：通道选择，因为我们是使用双极性工作模式，所以只需两个真双差分通道数据就够了，所以低2位设置为1。更多配置查看手册。

CON7-CON0：禁用激励电流，不使用模拟输入端的缓冲器，双极性工作模式，增益选择为正负5V。（参数都可根据自己需要进行修改）。

其他配置不在多说了，下面配有寄存器配置资料。

四、电路连接及读写时序

因为为STM32硬件SP1只支持单次8/16位数据传输，而寄存器有时需要8、24、32传输。所以可以不关闭使能多次传输，来达到多数据传输目的。

五、测试过程

以下是测试时，用逻辑分析仪截取的读取数据状态寄存器的数据(连续读取不需要关闭使能，这里关闭了)。

前24位为转换数据，后8位为状态寄存器数据。

因为传感器是斜放在桌面上，数据会大于配置计算出的数据

加上一定重物读得的数据

六、数据转换

数据输出编码

当ADC配置为单极性工作模式时，输出码为自然(直线)二进制式，零差分输入电压对应的码为00...00，中间电平电压对应的码为100...000，满量程输入电压对应的码为111...111。任意模拟输入电压的输出码可以表示为：

输出码 = (2N× AIN× gain)/VREF

当ADC配置为双极性工作模式时，输出码为偏移二进制式，负满量程电压对应的码为000...000，零差分输入电压对应的码为100...000，正满量程输入电压对应的码为111...111。任意模拟输入电压的输出码可以表示为：

输出码 = 2N– 1× [(AIN× gain/VREF) + 1]

其中：

AIN为模拟输入电压。

gain为PGA增益设置(1至128)。

N = 24。

根据配置情况，我们的到的输出数据为第二个公式所得的输出码。

十进制：8388609。所测物体重量=读取数据-输出码数据

七、程序源码

读写函数参照官方例程，本例程使用普通GPIO模拟SPI。硬件SPI部分代码仅为使用硬件SPI的朋友参考。

代码片段

#define CS_ON() GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_8)

#define CS_OFF() GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_8)

#define SCLK_LOW() GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_9)

#define SCLK_HIGH() GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_9)

#define MOSI_LOW() GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_10)

#define MOSI_HIGH() GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_10)

u8 buf[4] ={0,0,0,0};//数据缓冲

//u8 BUF_Data[3] ={0,0,0};

GPIO配置

voidAD7190_GPIO_Config(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD,ENABLE); //使能PD口时钟

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;//CS,CLK,MOSI端口配置

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz

GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_11; //MISO

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz

GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);

CS_OFF(); //关闭使能

}

读取函数

void AD7190_Read(u8count,u8 *buf)

{

u8 i=0,j=0;

u8 Read_Data = 0;

u8 Temp = 0;

SCLK_HIGH();

// AD7190_delay(1);

CS_OFF();

// AD7190_delay(1);

CS_ON();

// AD7190_delay(1);

for(j = count;j>0;j--)

{

for(i = 0;i<8;i++)

{

SCLK_LOW();

Read_Data<<=1;

// AD7190_delay(1);

Temp =GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_11);

SCLK_HIGH();

if(Temp == 1)

{

Read_Data|= 1;

}else

{

Read_Data|=0;

}

// AD7190_delay(1);

}

*(buf + j - 1) = Read_Data;

}

CS_OFF();

}

写入函数

voidAD7190_Write(u8 count,u8 *buf)

{

u8 i=0,j=0;

u8 Write_Data = 0;

SCLK_HIGH();

// AD7190_delay(1);

CS_OFF();

// AD7190_delay(1);

CS_ON();

// AD7190_delay(1);

for(i = count;i >0;i--)

{

Write_Data = *(buf + i - 1);

for(j = 0;j <8 ;j++)

{

SCLK_LOW();

if(0x80 ==(Write_Data & 0x80))

{

MOSI_HIGH();

}else

{

MOSI_LOW();

}

// AD7190_delay(1);

SCLK_HIGH();

// AD7190_delay(1);

Write_Data <<=1;

}

CS_OFF();

}

初始化

voidAD7190_Init(void)

{

//复位

buf[2] = 0xff;

buf[1] = 0xff;

buf[0] = 0xff;

AD7190_Write(3,buf);

// //读默认数据寄存器

// buf[0] = 0x58;

// AD7190_Write(1,buf);

// AD7190_Read(3,buf);

// printf("AD7190数据寄存器：%x_%x_%x\r\n",buf[2],buf[1],buf[0]);

// //读模式寄存器

// buf[0] = 0x48;

// AD7190_Write(1,buf);

// AD7190_Read(3,buf);

// printf("AD7190数据：%x_%x_%x\r\n",buf[2],buf[1],buf[0]);

// //读配置寄存器

// buf[0] = 0x50;

// AD7190_Write(1,buf);

// AD7190_Read(3,buf);

// printf("AD7190数据：%x_%x_%x\r\n",buf[2],buf[1],buf[0]);

//设置配置寄存器

buf[0] = 0x10;

AD7190_Write(1,buf);

buf[2] = 0x00;

buf[1] = 0x03;

buf[0] = 0x00;

AD7190_Write(3,buf);

//设置模式寄存器

buf[0] = 0x08;

AD7190_Write(1,buf);

buf[2] = 0x18;

buf[1] = 0x03;

buf[0] = 0xff;

AD7190_Write(3,buf);

// //读模式寄存器

// buf[0] = 0x48;

// AD7190_Write(1,buf);

// AD7190_Read(3,buf);

// printf("AD7190模式数据：%x_%x_%x\r\n",buf[2],buf[1],buf[0]);

// //读配置寄存器

// buf[0] = 0x50;

// AD7190_Write(1,buf);

// AD7190_Read(3,buf);

// printf("AD7190配置数据：%x_%x_%x\r\n",buf[2],buf[1],buf[0]);

// buf[0] = 0x40;

// AD7190_Write(1,buf);

// AD7190_Read(1,buf);

// printf("AD7190状态寄存器：%x\r\n",buf[0]);

buf[0] = 0x5c;

AD7190_Write(1,buf);

printf("串口测试\r\n");

// buf[0] = 0x10;

// AD7190_Write(1,buf);

// BUF_Data[0] = 0x10;

// SPI_SendByte(1,BUF_Data);

// buf[2]= 0x80;

// buf[1]= 0x0f;

// buf[0]= 0x00;

// AD7190_Write(3,buf);

// BUF_Data[2] = 0x00;

// BUF_Data[1] = 0x01;

// BUF_Data[0] = 0x08;

// SPI_SendByte(3,BUF_Data);

// buf[0]= 0x08;

// AD7190_Write(1,buf);

// BUF_Data[0] = 0x08;

// SPI_SendByte(1,BUF_Data);

// buf[2]= 0x08;

// buf[1]= 0x03;

// buf[0]= 0xff;

// AD7190_Write(3,buf);

// BUF_Data[2] = 0x08;

// BUF_Data[1] = 0x03;

// BUF_Data[0] = 0xff;

// SPI_SendByte(3,BUF_Data);

// buf[0]= 0x50;

// AD7190_Write(1,buf);

// AD7190_Read(3,buf);

// printf("AD7190配置寄存器数据：%d%d%d\r\n",buf[0],buf[1],buf[2]);

// buf[0]= 0x5C;

// AD7190_Write(1,buf);

// AD7190_Read(3,buf);

//获得数据

// AD7190_Read(3,buf);

// printf("AD7190数据：%d.%d.%d.\r\n",buf[0],buf[1],buf[2]);

// AD7190_Read(1);

}

任务，如果没系统直接将while内容写入main函数while即可

void AD7190_DATA_task(void*p_arg)

{

OS_ERR err;

p_arg = p_arg;

while(1)

{

GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);

OSTimeDly(10,OS_OPT_TIME_TIMEOUT,&err);

if(GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_11)== 0)

{

//获得数据

AD7190_Read(4,buf);

printf("AD7190数据：%x_%x_%x_%x\r\n",buf[3],buf[2],buf[1],buf[0]);

}

GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);

OSTimeDly(10,OS_OPT_TIME_TIMEOUT,&err);

}

硬件SPI1

voidSPI_Configuration(void)

{

SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;//SCLK,MISO,MOSI

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

SPI_InitStructure.SPI_Direction=SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;

SPI_InitStructure.SPI_Mode=SPI_Mode_Master;

SPI_InitStructure.SPI_DataSize=SPI_DataSize_8b;

SPI_InitStructure.SPI_CPOL=SPI_CPOL_High;

SPI_InitStructure.SPI_CPHA=SPI_CPHA_2Edge;

SPI_InitStructure.SPI_NSS=SPI_NSS_Soft;

SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler=SPI_BaudRatePrescaler_8;

SPI_InitStructure.SPI_FirstBit=SPI_FirstBit_MSB;

SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial =7;

SPI_Init(SPI1,&SPI_InitStructure);

SPI_Cmd(SPI1,ENABLE); //使能SPI

}

硬件SPI1读写

用如下,使用时自己封装成函数即可（程序开始时已经开启SPI使能，这里不需要控制）：

void SPI1_Send_ReveiceFull(u8 * data,u8 len)
{
u8 temp,i;

// CS_ON1();
for(i = 0;i < len;i++)
{
  while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE)==RESET);
  SPI_I2S_SendData(SPI1,*(data + i));
  while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE)==RESET);
  temp = SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
  *(AD7190_TempData.AD71901_ReveiceData + len - i - 1 ) = temp;
}
// CS_OFF1();
}

AD7190芯片初始化（仅供参考）

void AD71901Init(void)
{
u8 i;
for(i = 0 ;i < 4;i ++)
{
AD7190_TempData.AD7190_SendData[i] = 0xff;
}

SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,4);
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,1);

for(i = 0 ;i < 4;i ++)
{
AD7190_TempData.AD7190_SendData[i] = 0x00;
}
delay_us(700);

//读模式寄存器
AD7190_TempData.AD7190_SendData[0] = 0x48;
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,1);

for(i = 0 ;i < 4;i ++)
{
  AD7190_TempData.AD7190_SendData[i] = 0x00;
}

SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,3);
// printf("AD71901数据：%x_%x_%x\r\n",AD7190_TempData.AD71901_ReveiceData[3] + buf[2],buf[1],buf[0]);

//读配置寄存器
AD7190_TempData.AD7190_SendData[0] = 0x50;
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,1);
for(i = 0 ;i < 4;i ++)
{
  AD7190_TempData.AD7190_SendData[i] = 0x00;
}
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,3);
// printf("AD7190数据1：%x_%x_%x\r\n",buf[2],buf[1],buf[0]);

AD7190_TempData.AD7190_SendData[0] = 0x10;
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,1);
// SPI2_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,1);
AD7190_TempData.AD7190_SendData[0] = 0;
AD7190_TempData.AD7190_SendData[1] = 0x03;
AD7190_TempData.AD7190_SendData[2] = 0;
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,3);
// SPI2_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,3);

//设置模式寄存器
AD7190_TempData.AD7190_SendData[0] = 0x08;
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,1);
// SPI2_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,1);
AD7190_TempData.AD7190_SendData[0] = 0x18;
AD7190_TempData.AD7190_SendData[1] = 0x00;
AD7190_TempData.AD7190_SendData[2] = 0x01;
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,3);
// SPI2_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,3);

  //读模式寄存器
AD7190_TempData.AD7190_SendData[0] = 0x48;
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,1);
// buf[0] = 0x48;
for(i = 0 ;i < 4;i ++)
{
  AD7190_TempData.AD7190_SendData[i] = 0x00;
}
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,3);
// printf("AD7190数据1：%x_%x_%x\r\n",buf[2],buf[1],buf[0]);

//读配置寄存器
AD7190_TempData.AD7190_SendData[0] = 0x50;
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,1);
for(i = 0 ;i < 4;i ++)
{
  AD7190_TempData.AD7190_SendData[i] = 0x00;
}
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,3);
// printf("AD7190数据1：%x_%x_%x\r\n",buf[2],buf[1],buf[0]);

AD7190_TempData.AD7190_SendData[0] = 0x5c;
SPI1_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,1);
// SPI2_Send_ReveiceFull(AD7190_TempData.AD7190_SendData,1);

for(i = 0 ;i < 4;i ++)
{
  AD7190_TempData.AD7190_SendData[i] = 0x00;
}
}

提示：首先要确保通信正常，可以先读取配置寄存器和模式寄存器默认值为（需要连续接收到40个1，芯片复位。之后500um后才可操作寄存器）：

配置寄存器：0x000117

模式寄存器：0x080060