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»论坛 › 嵌入式/单片机论坛 › STM32/8 › STM32实现ADS1256进行数据电压采集程序
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STM32实现ADS1256进行数据电压采集程序

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楼主
ID:489280 发表于 2019-3-12 15:53 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
通过cubeMX配置STM32RCT6的IO口与ads1256ADC模块的连接IO口工作模式SPI，还有接受中断接受状态引脚，最终ADC采集数据经过卡尔曼滤波器滤波输出，详情请见附件

单片机源程序如下:
  1. #include "ads1256.h"
  2. int32_t adcVaule = 0x00;
  3. float voltage = 0x00;
  4. float filterVoltage = 0.0;
  5. float filterVoltage2 = 0.0;
  6. void delayXus(uint16_t us) {
  7.     uint16_t diff = 0xffff - 5 - us;
  8.     //设置定时器的计数值
  9.     __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim6, diff);
  10.     //启动定时器计数
  11.     HAL_TIM_Base_Start(&htim6);
  12.     //判定计数结束
  13.     while(diff < 0xffff - 5) {
  14.         diff = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim6);
  15.     }
  16.     //延时完成关闭定时器计数
  17.     HAL_TIM_Base_Stop(&htim6);
  18. }

  20. /*
  21. *   功  能:实现SPI协议总线发送一个字节的数据信息
  22. *   参  数:待发送的数据信息
  23. *   返回值:无
  24. */
  25. void spiWriteByte(uint8_t txData) {
  26.     uint8_t tempData = 0x00;
  27.     HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &txData, &tempData, 1, 100);
  28. }

  30. /*
  31. *   功  能:实现SPI协议总监接受一个字节的数据信息
  32. *   参  数:无
  33. *   返回值:接受到的数据信息
  34. */
  35. uint8_t spiReadByte(void) {
  36.     uint8_t tempDataT = 0xff;
  37.     uint8_t tempData = 0x00;
  38.     HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &tempDataT, &tempData, 1, 100);
  39.     return tempData;
  40. }

  42. /*
  43. *   功  能:向ads1256寄存器中写入一个字节的数据
  44. *   参  数:regAdd寄存器地址 regData待写入的数据信息
  45. *   返回值:无
  46. */
  47. void spiWriteRegData(uint8_t regAdd, uint8_t regData) {
  48.     //拉低SPI协议的CS引脚
  49.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
  50.     //等待RDY的引脚变低
  51.     while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_4));
  52.     //写入寄存地地址
  53.     spiWriteByte(WREG | (regAdd & 0x0F));
  54.     //写入即将写入数据的个数
  55.     spiWriteByte(0x00);
  56.     //写入数据信息
  57.     spiWriteByte(regData);
  58.     //拉高SPI协议的CS引脚
  59.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
  60. }

  62. /*
  63. *   功  能:初始化ads1256
  64. *   参  数:无
  65. *   返回值:无
  66. */
  67. void ads1256Init(void) {
  68.     disableInterrupt();
  69.     while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_4));
  70.     //开启芯片的自校准
  71.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
  72.     spiWriteByte(SELFCAL);
  73.     while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_4));
  74.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
  75.     //设置ads1256的状态寄存器
  76.     spiWriteRegData(STATUS, 0x06);      //数据发送高位在前 自动校准 启用buf
  77.     spiWriteRegData(MUX, MUXP_AIN0 | MUXN_AIN1); //单端模式
  78.     //设置ads1256的增益
  79.     spiWriteRegData(ADCON, GAIN_1);
  80.     //设置ads采样速率
  81.     spiWriteRegData(DRATE, RATE_30000);
  82.     //设置IO状态
  83.     spiWriteRegData(IO, 0x00);
  84.     //再次进行校准
  85.     while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_4));
  86.     //开启芯片的自校准
  87.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
  88.     spiWriteByte(SELFCAL);
  89.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
  90.     enableInterrupt();
  91. }

  93. /*
  94. *   功  能:从ads1256中读取出相关数据信息
  95. *   参  数:下一次转换通道
  96. *   返回值:读取到的数据信息
  97. */
  98. int32_t ads1256ReadValue(uint8_t channel) {
  99.     int32_t sum = 0;
  100.     //等待准备好信号变低
  101.     while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_4));
  102.     //设置下次转换的通道
  103.     spiWriteRegData(MUX, channel);

  105.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
  106.     spiWriteByte(SYNC);     //发送同步命令
  107.     delayXus(5);
  108.     spiWriteByte(WAKEUP);   //发送唤醒命令
  109.     delayXus(5);            //延时一下
  110.     spiWriteByte(RDATA);    //发送读数据命令
  111.     delayXus(25);
  112.     sum |= (spiReadByte() << 16);
  113.     sum |= (spiReadByte() << 8);
  114.     sum |= (spiReadByte());
  115.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
  116.     if(sum > 0x7fffff)
  117.         sum -= 0x1000000;
  118.     adcVaule = sum;
  119.     voltage = (float)(adcVaule * 5.0 / 8388607); //计算电压
  120.     printf("ADC采集数据:%0x,%f\n", adcVaule, voltage);
  121.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_4);
  122.     return sum;
  123. }
  124. /*
  125. *   功  能:实现ads的增益设置
  126. */
  127. void setGain(uint8_t gain) {
  128.     disableInterrupt();
  129.     while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_4));
  130.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
  131.     switch(gain) {
  132.     case 0:
  133.         spiWriteRegData(ADCON, GAIN_1);
  134.         break;
  135.     case 1:
  136.         spiWriteRegData(ADCON, GAIN_2);
  137.         break;
  138.     default:
  139.         break;
  140.     }
  141.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
  142.     enableInterrupt();
  143. }
  144. /*
  145. *   功  能:设置ads1256的采集速率
  146. */
  147. void setRate(uint8_t rate) {
  148.     disableInterrupt();
  149.     while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_4));
  150.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
  151.     switch(rate) {
  152.     case 0:
  153.         spiWriteRegData(DRATE, RATE_2_5);
  154.         break;
  155.     case 1:
  156.         spiWriteRegData(DRATE, RATE_10);
  157.         break;
  158.     default:
  159.         break;
  160.     }
  161.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
  162.     enableInterrupt();
  163. }
  164. /*
  165. *   功  能:实现屏蔽所有中断函数
  166. */
  167. void disableInterrupt(void) {
  168.     __set_PRIMASK(1);
  169. }

  171. /*
  172. *   功  能:开启全局中断
  173. */
  174. void enableInterrupt(void) {
  175.     __set_PRIMASK(0);
  176. }
  177. /*
  178. *   功  能:实现外部中断回调函数
  179. */
  180. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {
  181.     int32_t sum = 0x00;
  182.     disableInterrupt();
  183.     if((GPIO_Pin == GPIO_PIN_4) && (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_RESET)) {
  184.         //设置下次转换的通道
  185.         spiWriteRegData(MUX, MUXP_AIN0 | MUXN_AINCOM);
  186.         HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
  187.         spiWriteByte(SYNC);     //发送同步命令
  188.         delayXus(5);
  189.         spiWriteByte(WAKEUP);   //发送唤醒命令
  190.         delayXus(5);            //延时一下
  191.         spiWriteByte(RDATA);    //发送读数据命令
  192.         delayXus(25);
  193.         sum |= (spiReadByte() << 16);
  194.         sum |= (spiReadByte() << 8);
  195.         sum |= (spiReadByte());
  196.         HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
  197.         if(sum > 0x7fffff)
  198.             sum -= 0x1000000;
  199.         adcVaule = sum;
  200.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_4);
  201.     }
  202.     enableInterrupt();
  203. }

  205. float filterlowerpass(float adc) {
  206.     //y(n) = qX(n)+(1-q)Y(n-1)
  207.     float filterVaule = 0;
  208.     static float adcold = 0;
  209.     filterVaule = 0.5 * adc + 0.5 * adcold;
  210.     adcold = adc;
  211.     return filterVaule;
  212. }

  214. float kalman_filter(float ADC_Value) {
  215.     float x_k1_k1, x_k_k1;
  216.     static float ADC_OLD_Value;
  217.     float Z_k;
  218.     static float P_k1_k1;

  220.     static float Q = 0.0001;
  221.     static float R = 5;
  222.     static float Kg = 0;
  223.     static float P_k_k1 = 1;

  225.     float kalman_adc;
  226.     static float kalman_adc_old = 0;
  227.     Z_k = ADC_Value;

  229.     if (abs(kalman_adc_old - ADC_Value) >= 10) {
  230.         x_k1_k1 = ADC_Value * 0.382 + kalman_adc_old * 0.618;
  231.     } else {
  232.         x_k1_k1 = kalman_adc_old;
  233.     }
  234.     x_k_k1 = x_k1_k1;
  235.     P_k_k1 = P_k1_k1 + Q;

  237.     Kg = P_k_k1 / (P_k_k1 + R);

  239.     kalman_adc = x_k_k1 + Kg * (Z_k - kalman_adc_old);
  240.     P_k1_k1 = (1 - Kg) * P_k_k1;
  241.     P_k_k1 = P_k1_k1;

  243.     ADC_OLD_Value = ADC_Value;
  244.     kalman_adc_old = kalman_adc;

  246.     return kalman_adc;
  247. }
复制代码
  1. /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
  2. #include "main.h"
  3. #include "spi.h"
  4. #include "tim.h"
  5. #include "usart.h"
  6. #include "gpio.h"

  8. /* Private includes ----------------------------------------------------------*/
  9. /* USER CODE BEGIN Includes */
  10. #include "ads1256.h"
  11. /* USER CODE END Includes */

  13. /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
  14. /* USER CODE BEGIN PTD */

  16. /* USER CODE END PTD */

  18. /* Private define ------------------------------------------------------------*/
  19. /* USER CODE BEGIN PD */

  21. /* USER CODE END PD */

  23. /* Private macro -------------------------------------------------------------*/
  24. /* USER CODE BEGIN PM */

  26. /* USER CODE END PM */

  28. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/

  30. /* USER CODE BEGIN PV */

  32. /* USER CODE END PV */

  34. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
  35. void SystemClock_Config(void);
  36. /* USER CODE BEGIN PFP */

  38. /* USER CODE END PFP */

  40. /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
  41. /* USER CODE BEGIN 0 */

  43. /* USER CODE END 0 */

  45. /**
  46.   * @brief  The application entry point.
  47.   * @retval int
  48.   */
  49. int main(void) {
  50.     /* USER CODE BEGIN 1 */

  52.     /* USER CODE END 1 */

  54.     /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  56.     /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  57.     HAL_Init();

  59.     /* USER CODE BEGIN Init */

  61.     /* USER CODE END Init */

  63.     /* Configure the system clock */
  64.     SystemClock_Config();

  66.     /* USER CODE BEGIN SysInit */

  68.     /* USER CODE END SysInit */

  70.     /* Initialize all configured peripherals */
  71.     MX_GPIO_Init();
  72.     MX_TIM6_Init();
  73.     MX_SPI1_Init();
  74.     MX_USART1_UART_Init();
  75.     /* USER CODE BEGIN 2 */
  76.     ads1256Init();
  77.     /* USER CODE END 2 */

  79.     /* Infinite loop */
  80.     /* USER CODE BEGIN WHILE */
  81.     while (1) {
  82.         /* USER CODE END WHILE */

  84.         /* USER CODE BEGIN 3 */
  85.         voltage = (float)(adcVaule * 5.0 / 8388607); //计算电压
  86.         //filterVoltage = filterlowerpass(voltage);    //低通滤波
  87.                 filterVoltage2 = kalman_filter(voltage);                 //卡尔玛滤波
  88.         //printf("voltage:%f\n\t", voltage);
  89.         //printf("filterVoltage:%f\n\t", filterVoltage2);
  90.         //HAL_Delay(5);
  91.     }
  92.     /* USER CODE END 3 */
  93. }

  95. /**
  96.   * @brief System Clock Configuration
  97.   * @retval None
  98.   */
  99. void SystemClock_Config(void) {
  100.     RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  101.     RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  103.     /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
  104.     */
  105.     RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  106.     RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  107.     RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  108.     RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  109.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  110.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  111.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  112.     if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) {
  113.         Error_Handler();
  114.     }
  115.     /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
  116.     */
  117.     RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
  118.                                   | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  119.     RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  120.     RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  121.     RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  122.     RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  124.     if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK) {
  125.         Error_Handler();
  126.     }
  127. }

  129. /* USER CODE BEGIN 4 */
  130. int fputc(int ch, FILE *f) {
  131.     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, 100);
  132.     return ch;
  133. }
  134. /* USER CODE END 4 */

  136. /**
  137.   * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  138.   * @retval None
  139.   */
  140. void Error_Handler(void) {
  141.     /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  142.     /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */

  144.     /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
  145. ……………………

  147. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
复制代码


所有资料51hei提供下载:
ADS1256_INT.7z (268.5 KB, 下载次数: 459)


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沙发
ID:489675 发表于 2019-3-13 09:16 来自手机 | 只看该作者
好东西，用用
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板凳
ID:489833 发表于 2019-3-13 12:04 | 只看该作者
感谢，试试看
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地板
ID:98985 发表于 2019-4-17 12:49 | 只看该作者
谢谢分享，下载下来学习下
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5#
ID:328263 发表于 2019-5-6 20:10 | 只看该作者
最近正好遇到中断的问题，看看怎么样
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6#
ID:384522 发表于 2019-7-25 17:52 | 只看该作者
学习学习
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7#
ID:689409 发表于 2020-2-29 16:46 | 只看该作者
尝试HAL驱动ADS1256一直没有成功，谢谢分享！
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8#
ID:68875 发表于 2020-2-29 22:33 | 只看该作者
good,
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9#
ID:491246 发表于 2020-4-19 10:02 | 只看该作者
谢谢分享！
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10#
ID:260417 发表于 2020-7-16 13:32 | 只看该作者
感谢分享  驱动一直未成功
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11#
ID:356526 发表于 2020-9-24 21:56 | 只看该作者
很棒的资料
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12#
ID:875880 发表于 2021-1-13 22:23 | 只看该作者
很好的资料，已经下载。实验下，作者很辛苦，写的代码直接对 iO操作，可移植性还是不强。
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13#
ID:577974 发表于 2021-3-22 15:08 | 只看该作者
这份源码可以使用吗
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14#
ID:653833 发表于 2021-3-28 20:32 | 只看该作者
怎么找不到io对应的端口呐
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15#
ID:953850 发表于 2021-7-16 15:31 | 只看该作者
很好的资料。j就是要硬件SPI
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16#
ID:954626 发表于 2021-7-23 10:42 | 只看该作者
这个好用吗，为啥我用完数据只有零啊，不采集数据
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17#
ID:956451 发表于 2021-7-26 15:19 | 只看该作者
请问如何接线
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18#
ID:893692 发表于 2021-7-30 14:45 | 只看该作者
能用吗？
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19#
ID:165291 发表于 2021-10-2 01:43 来自手机 | 只看该作者
不知道可以移植滤波程序吗？
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