ADC模-数转换原理与实现

1.  今日摸鱼计划

今天来学习一下ADC的原理,然后把ADC给实现

ADC芯片:ADC128S102

视频:

18A_基于SPI接口的ADC芯片功能和接口时序介绍_哔哩哔哩_bilibili

18B_使用线性序列机思路分析SPI接口的ADC芯片接口时序_哔哩哔哩_bilibili

18C_基于线性序列机的SPI接口ADC控制逻辑设计_哔哩哔哩_bilibili

2. ADC指标参数

3. ADC128S102

        在 ACZ702 EDA 扩展板上使用的模数转换器为逐次逼近型的低功耗芯片ADC128S102,其具有 8 通道以及 12 位的分辨率。电源采用独立的模拟供电以及数字供电,其中模拟电源 VA输入范围为 2.7V~5.25V,数字电源 VD输入范围为 2.7V~VA。其与外部通信支持多种接口如:SPIQSPIMICROWIRE以及通用的 DSP 接口。转换速度在 500 kps~1 Mkps,典型情况下当 3V 供电时功耗为2.3mW5V 供电时为 10.7mW,如下图为该 ADC 芯片的内部结构图。

芯片引脚功能如下:

ADC128S102通过 SPI接口与控制器进行通信的时序图如下图所示:

四线SPI分析:

CS

片选信号(本摸鱼怪不会加横线)

CS拉低,表示通信的开始,CS拉高表示通信结束

SCLK
CS 为高时 SCLK 默认高
一帧包含 16 个上升沿 SCLK
DIN

SCLK的上升沿,DIN上的信号要保持稳定,此时ADC芯片会对DIN上的信号采样

DOUT
CS 为高时代表空闲状态,当为低时为传输状态

4.  线性序列机实现ADC

module adc128s102(
                input Clk,
                input Reset_n ,
                
                input Conv_Go,//使能信号
                input [2:0]Addr,
                
                output reg Conv_Done,
                output reg[11:0]Data,
                
                output reg ADC_SCLK,
                output reg ADC_CS_N,
                output reg ADC_DIN,
                input ADC_DOUT
            );

    
    
    parameter CLOCK_FREQ = 50_000_000;
    parameter SCLK_FREQ = 12_500_000;
    parameter MCNT_DIV_CNT = CLOCK_FREQ/(SCLK_FREQ * 2) - 1;

    reg[7:0]DIV_CNT;
    
    reg [5:0]LSM_CNT;

    reg [11:0]Data_r;
    
    reg [2:0]r_Addr;
    
    always@(posedge Clk)
    if(Conv_Go)    
        r_Addr <= Addr;
    else
        r_Addr <= r_Addr;
    
    reg Conv_En; //转换使能
    
    always@(posedge Clk or negedge Reset_n )
    if(!Reset_n )
        Conv_En <= 1'd0;
    else if(Conv_Go)
        Conv_En <= 1'd1;
    else if((LSM_CNT == 6'd34) && (DIV_CNT == MCNT_DIV_CNT))
        Conv_En <= 1'd0;
    else
        Conv_En <= Conv_En;
    
    always@(posedge Clk or negedge Reset_n)
    if(!Reset_n)
        DIV_CNT <= 0;
    else if(Conv_En)begin
        if(DIV_CNT == MCNT_DIV_CNT)
            DIV_CNT <= 0;
        else    
            DIV_CNT <= DIV_CNT + 1'd1;
    end
    else
        DIV_CNT <= 0;

    always@(posedge Clk or negedge Reset_n)
    if(!Reset_n)
        LSM_CNT <= 6'd0;
    else if(DIV_CNT == MCNT_DIV_CNT)begin
        if(LSM_CNT == 6'd34)
            LSM_CNT <= 6'd0;
        else
            LSM_CNT <= LSM_CNT + 1'd1; 
    end
    else
        LSM_CNT <= LSM_CNT;


    always@(posedge Clk or negedge Reset_n )
    if(!Reset_n )begin
        Data_r <= 12'd0;
        ADC_SCLK <= 1'd1;
        ADC_DIN <= 1'd1;
        ADC_CS_N <= 1'd1;
    end
    else if(DIV_CNT == MCNT_DIV_CNT)begin
        case(LSM_CNT)
            0 : begin ADC_CS_N <= 1'd1; ADC_SCLK <= 1'd1;end
            1 : begin ADC_CS_N <= 1'd0;end
            2 : begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            3 : begin ADC_SCLK <= 1'd1;end
            4 : begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            5 : begin ADC_SCLK <= 1'd1;end    
            6 : begin ADC_SCLK <= 1'd0;ADC_DIN <= r_Addr[2]; end
            7 : begin ADC_SCLK <= 1'd1;end    
            8 : begin ADC_SCLK <= 1'd0;ADC_DIN <= r_Addr[1]; end
            9 : begin ADC_SCLK <= 1'd1;end    
            10 :begin ADC_SCLK <= 1'd0;ADC_DIN <= r_Addr[0]; end
            11: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[11] <= ADC_DOUT; end
            12: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            13: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[10] <= ADC_DOUT; end
            14: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end    
            15: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[9] <= ADC_DOUT; end
            16: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            17: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[8] <= ADC_DOUT; end
            18: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end    
            19: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[7] <= ADC_DOUT; end
            20: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            21: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[6] <= ADC_DOUT; end
            22: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end    
            23: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[5] <= ADC_DOUT; end
            24: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            25: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[4] <= ADC_DOUT; end
            26: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end    
            27: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[3] <= ADC_DOUT; end
            28: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            29: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[2] <= ADC_DOUT; end
            30: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end    
            31: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[1] <= ADC_DOUT; end
            32: begin ADC_SCLK <= 1'd0;end
            33: begin ADC_SCLK <= 1'd1;Data_r[0] <= ADC_DOUT; end
            34: begin ADC_SCLK <= 1'd1;ADC_CS_N <= 1'd1; end
            default: ADC_CS_N <= 1'd1; 
        endcase
    end

    always@(posedge Clk or negedge Reset_n )
    if(!Reset_n )begin
        Data <= 12'd0;
        Conv_Done <= 0;
    end
    else if((LSM_CNT == 34) && (DIV_CNT == MCNT_DIV_CNT))begin
        Conv_Done <= 1'd1;
        Data <= Data_r;
    end
    else begin
        Conv_Done <= 1'd0;
        Data <= Data;
    end

endmodule

5.  adc128s102_tb

`timescale 1ns/1ns

module adc128s102_tb;

    reg clk;
    reg reset_n;
    
    reg Conv_Go;
    reg [2:0]Addr;
    
    wire Conv_Done;
    wire[11:0]Data;
    
    wire ADC_SCLK;
    wire ADC_CS_N;
    wire ADC_DIN;
    reg ADC_DOUT;

    adc128s102 adc128s102(
        .Clk(clk),
        .Reset_n(reset_n),
        .Conv_Go(Conv_Go),
        .Addr(Addr),

        .Conv_Done(Conv_Done),
        .Data(Data),
        .ADC_SCLK(ADC_SCLK),
        .ADC_CS_N(ADC_CS_N),
        .ADC_DIN(ADC_DIN),
        .ADC_DOUT(ADC_DOUT)
    );
    
    initial clk = 1;
    always #10 clk = ~clk;
    
    initial begin
        reset_n = 0;
        Conv_Go = 0;
        Addr = 0;
        #201;
        reset_n = 1;
        #200;
        Conv_Go = 1;
        Addr = 3;
        #20;
        Conv_Go  = 0;
        wait(!ADC_CS_N);
        //16'h0A58
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB15 
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB14 
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB13        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB12        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1; //DB11          
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB10         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1; //DB9         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB8         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB7         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1; //DB6         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB5         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1; //DB4        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1; //DB3         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB2        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB1         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0; //DB0      
        wait(ADC_CS_N);
        #2000;   
             
        Conv_Go = 1;
        Addr = 7;
        #20;
        Conv_Go  = 0;        
        wait(!ADC_CS_N);
        //16'h0893
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;        
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1;          
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 0;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1;         
        @(negedge ADC_SCLK);
        ADC_DOUT = 1;       
        wait(ADC_CS_N);
        #200;    
        #2000;
        $stop;
    end
endmodule

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/603325.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

“情况不明,对子先行”攻略

掼蛋作为一种策略性极强的游戏&#xff0c;不仅考验牌技&#xff0c;更考验玩家的智慧和策略布局。这里主要介绍一下当牌力不足的时候的普通策略—情况不明&#xff0c;对子先行。 当你的牌力不强&#xff0c;或者牌局情况不明朗时&#xff0c;自己手上有有比较多的对子&#x…

【前端】前端数据本地化的多种实现方式及其优劣对比

前端数据本地化的多种实现方式及其优劣对比 在现代Web开发中&#xff0c;提高页面响应速度和改善用户体验是核心目标之一。数据本地化是其中一种实现方式&#xff0c;它通过在客户端存储数据来减少服务器请求&#xff0c;从而加快数据载入速度和改善用户的体验。本文将介绍前端…

面试大全资料分享-工作无忧

找工作啦 面试大全资料分享 关注公众号 回复 面试大全 即可获取下载链接.

Chromium编译指南2024 Windows11篇-GN 工具生成构建文件(六)

前言 在《Chromium编译指南2024&#xff08;五&#xff09;》我们已经获取了 Chromium 的源代码并且同步了相关的第三方依赖。 现在&#xff0c;我们将进一步学习如何使用 GN 工具生成构建文件&#xff0c;为后续的编译工作做好准备。 1. 使用gn工具生成构建文件 再次在Win…

C#里如何设置输出路径,不要net7.0-windows

官网介绍&#xff1a; 更改生成输出目录 - Visual Studio (Windows) | Microsoft Learn <PropertyGroup> <AppendTargetFrameworkToOutputPath>false</AppendTargetFrameworkToOutputPath> <AppendRuntimeIdentifierToOutputPath>false</Appen…

Shell编程之条件语句与case语句

一、条件测试操作 Shell环境根据命令执行后的返回状态值&#xff08;$?&#xff09;来判断是否执行成功&#xff0c;当返回值为0&#xff08;真true&#xff09;时表示成功&#xff0c;返回值为非0值&#xff08;假false&#xff09;时表示失败或异常 test命令 测试表达式是…

FPGA学习笔记(1)——Vivado和HLS

1 Vivado设计 1.1 FPGA基本知识 Xilinx Atrix-7使用6输入LUT结构&#xff08;0-63&#xff09;CLB&#xff1a;可配置逻辑块Slice&#xff1a;每个CLB包含2个Slice(包含查找表LUT和8位寄存器REG)布线池&#xff1a;围绕在CLB周围&#xff0c;衔接FPGA的资源调度I/O块&#xf…

由北京车展想到的,技术红利时代的“重启”

北京车展刚刚落幕&#xff0c;雷军和周鸿祎成为网红&#xff0c;国产品牌站上王座。与此同时&#xff0c;马斯克“光速”访华&#xff0c;FSD酝酿入华再掀新竞争。华为在车展前发布的智驾新品牌“乾崑”&#xff0c;同样在现场广受关注。它们的精彩&#xff0c;让燃油车羡慕。 …

六西格玛备考攻略:无从下手?一文让你豁然开朗

当你决定备考六西格玛时&#xff0c;可能会感到有些无从下手。毕竟&#xff0c;这是一个涉及多个领域和方面的综合性考试&#xff0c;需要掌握的知识点和技能也非常广泛。但是&#xff0c;只要你有一个清晰的学习计划和一些有效的备考方法&#xff0c;就能够顺利地通过考试。以…

STM32F405 FOC 使用Timer 触发 ADC采集

STM32F405 FOC 使用Timer 触发 ADC 1. ADC采集模式2. 高级Timer模式3. ADC1 连续采集3.1 DMA软件触发3.2 DMATIM触发 4. ADC 注入模式采集5. 最终使用方法 1. ADC采集模式 根据STM32F405数据手册&#xff0c;可以看到ADC block diagram&#xff0c;ADC主要有两种触发模式&…

【VUE】el-descriptions 描述列表

Descriptions 描述列表 列表形式展示多个字段。 <el-descriptions title"用户信息"><el-descriptions-item label"用户名">kooriookami</el-descriptions-item><el-descriptions-item label"手机号">18100000000</e…

巨资回流,量子投资热潮再起

一股新的信心和资金浪潮正在席卷量子计算产业。 2023年4月30日&#xff0c;澳大利亚联邦政府和昆士兰州政府宣布共同出资9.4亿澳元&#xff08;约合6.2亿美元&#xff09;&#xff0c;支持美国初创企业PsiQuantum在布里斯班附近建设一台大型量子计算机。这项投资是最新的迹象之…

Linux中动态库的用法及优缺点?怎样制作动态库和静态库?

一、什么是gcc gcc的全称是GNU Compiler Collection&#xff0c;它是一个能够编译多种语言的编译器。最开始gcc是作为C语言的编译器&#xff08;GNU C Compiler&#xff09;&#xff0c;现在除了c语言&#xff0c;还支持C、java、Pascal等语言。gcc支持多种硬件平台. 在 Linux…

Leetcode—706. 设计哈希映射【简单】(constexpr)

2024每日刷题&#xff08;127&#xff09; Leetcode—706. 设计哈希映射 数组实现代码 class MyHashMap { public:MyHashMap() {memset(arr, -1, sizeof(arr));}void put(int key, int value) {arr[key] value;}int get(int key) {if(arr[key] -1) {return -1;} return arr…

可视化:智慧能源解决方案,降本增效,运筹帷幄。

智慧能源可视化解决方案是一种利用先进的技术和工具&#xff0c;将能源数据以直观、可视的方式呈现出来&#xff0c;帮助企业更好地管理能源使用&#xff0c;降低成本&#xff0c;提高效率的解决方案。 以下是一些智慧能源可视化解决方案可以帮助企业降本增效、智连未来的方式&…

【前端】实现快速改变内容大小选择框

简言 简单实现选择框改变内容大小和位置。 内容 这里实现选择框改变内容大小是让内容宽高等于选择框的百分之百&#xff0c;当选择框大小改变时&#xff0c;内容也会响应的改变。 位置则是根据定位实现的。 选择框 选择框就是一个div&#xff0c;然后定位上下左右四条边和…

FastText 算法原理及使用方法

文章目录 1. 前言2. 模型架构2.1 Hierarchical Softmax2.2 n-gram 特征 3. 训练及评估4. 使用5. 参考 1. 前言 FastText 是一个由 Facebook AI Research 在2016年开源的文本分类器&#xff0c;它的设计旨在保持高分类准确度的同时&#xff0c;显著提升训练和预测的速度。 论文…

https证书免费申请

https证书也称SSL证书或是TLS证书&#xff0c;主要是用于网站实现https加密访问。 1、工作原理&#xff1a;HTTPS证书在HTTP协议基础上加入了SSL/TLS协议层&#xff0c;实现数据的加密传输。当用户访问启用HTTPS的网站时&#xff0c;浏览器会与网站服务器建立一个安全连接。这个…

C++:继承-继承权限

在C中&#xff0c;类的权限分为公有、私有和保护三种。这些权限控制了类的成员&#xff08;数据成员和成员函数&#xff09;对外部代码的可见性和访问性。 公有&#xff08;public&#xff09;权限&#xff1a; 在公有权限下声明的成员可以被类的外部代码直接访问&#xff1b;公…

STM32、GD32驱动PCA9685控制舵机源码分享

一、PCA9685介绍 PCA9685是一种16通道PWM&#xff08;脉宽调制&#xff09;控制器芯片&#xff0c;由NXP Semiconductors公司生产。它具有高速I2C总线接口&#xff0c;可以通过I2C总线与微控制器或其他设备进行通信。PCA9685广泛应用于各种需要精确控制多路PWM信号的应用&…