一、AD7190 芯片概述

AD7190 是 Analog Devices 推出的一款超低噪声、24 位 Σ-Δ 型模数转换器，内置可编程增益放大器（PGA），专为高精度传感器测量而设计。其核心架构包括：

  • Σ-Δ 调制器 + 数字滤波器（可选 Sinc⁴ 或 Sinc³）

  • 低噪声 PGA（增益 1~128 可编程）

  • 多通道输入（2 个差分 / 4 个伪差分）

  • 片内时钟（4.92 MHz）或外部时钟/晶振

  • 片内校准（内部/系统零点和满量程）

  • 通用数字输出（4 个）和电桥关断开关

该器件采用 5 V 模拟电源和 2.7 V ~ 5.25 V 数字电源，功耗仅 6 mA，封装为 24 引脚 TSSOP，工作温度范围 –40°C ~ +105°C。

关键特性（数据手册摘要）

特性参数典型值/条件备注
均方根噪声8.5 nV（4.7 Hz，增益 128）适合微小信号检测
无噪声分辨率最高 22.5 位（增益 1）有效分辨率优异
失调漂移5 nV/°C（斩波使能）长期稳定性好
增益漂移1 ppm/°C（增益 1）温漂极小
输出数据速率4.7 Hz ~ 4.8 kHz（斩波禁用）可编程范围宽
50/60 Hz 抑制同时抑制（REJ60 位）适合工频环境
PGA 增益1, 8, 16, 32, 64, 128灵活匹配传感器
模拟输入范围双极性 ±VREF/增益（最大 ±5 V）支持差分/伪差分
基准电压范围1 V ~ AVDD（差分输入）可外接低噪声基准

突出优势：

  • 超低噪声：适合应变计、称重传感器等 mV 级信号。

  • 零延迟（SINGLE 位）确保多通道切换时每笔转换均完全建立。

  • 内部校准大幅降低失调和增益误差，无需外部调整。

  • 电桥关断开关可切断传感器供电，实现系统级省电。

典型应用场景（数据手册推荐）

  • 电子秤、应变计、压力传感器

  • 温度测量（RTD、热电偶）

  • 色谱仪、PLC/DCS 模拟输入模块

  • 医疗与科学仪器（高精度数据采集）

本驱动应用：专为电阻应变式压力传感器设计，适用于工业称重或压力监测系统。

二、基于 TMS320F28377D 的驱动设计架构

2.1 硬件连接

  • SPI 接口：使用 F28377D 的 SPI-A 模块，工作在主模式、16 位帧格式、时钟空闲高（CPOL=1）、数据在下降沿捕获（CPHA=1），即 SPI 模式 3。

  • 引脚分配：

    • SCLK → GPIO 某脚（由 InitSpiaGpio() 配置）

    • DIN (MOSI) → GPIO 某脚

    • DOUT/RDY (MISO) → GPIO 某脚，同时作为数据就绪输入（连接至 GPIO17，由宏 GP17st 检测）

    • CS → 硬件拉低（或由 GPIO 控制，本驱动中 CS 硬接地，采用 3 线模式）

  • 控制引脚：电桥开关由 GPOCON 控制，无需额外 IO。

2.2 软件层次

驱动分为三层：

  1. 硬件抽象层：基于 TI C2000 库，配置 SPI 外设、GPIO 及系统时钟。

  2. 底层通信层：通过 SPI 发送命令字节和寄存器数据，实现读写原语。

  3. 功能层：封装寄存器配置、校准、数据读取等高级操作，提供统一调用接口。

三、驱动移植核心步骤

3.1 SPI 初始化（spi_fifo_init）

  • 使能 TX/RX FIFO，设置触发级别（TX=1，RX=4），复位 FIFO。

  • 调用 InitSpi() 配置 SPI 为主模式、16 位、模式 3（CPOL=1，CPHA=1）。

  • 重要：由于 AD7190 的 8 位命令/数据在 16 位 SPI 帧中，代码统一将有效数据放在高字节（左移 8 位），低字节填充 0，确保 SCLK 产生完整 16 个脉冲，而 AD7190 只识别高 8 位。

3.2 复位与 ID 校验（ad7190Init）

  • 复位：向 DIN 连续写入至少 40 个逻辑 1。代码循环 4 次，每次发送 0x00FF（16 位中低字节全 1），共 64 个 1，满足要求。复位后延时 100 ms。

  • ID 验证：发送读 ID 命令（0x60），读取 8 位，低 4 位应为 0x04，确认芯片正常。

3.3 寄存器配置

寄存器写入值（十六进制）功能描述（对照手册）
模式寄存器0x000008连续转换（MD=000），内部时钟（CLK1=1, CLK0=0），FS[9:0]=8 → 约 600 Hz 输出速率
配置寄存器高字节 0x00，中字节 0x01，低字节 0xA0斩波禁用，REFIN1 基准，通道 AIN1-AIN2 差分，缓冲使能，双极性，增益 1，激励电流使能
GPOCON0x40闭合电桥关断开关（BPDSW=1），通用输出禁用

配置依据：

  • 增益 1 配合外部放大或传感器满量程输出，代码注释提及“增益设置为1（设置为128不可用）”，可能因外部已有放大。

  • 开启缓冲适配高阻抗传感器（如应变计）。

  • 激励电流用于传感器断线检测，符合手册应用建议。

3.4 内部校准

  • 依次写入空闲模式（0x0048）、内部满量程校准（0x00A8）、内部零电平校准（0x0088），最后进入连续转换模式（0x0008）。校准可减少失调和增益误差。

3.5 数据读取（ad7190DataRegRead）

  • 发送读数据寄存器命令（0x58），然后连续发送 3 个哑字节（0xFF）以读取 24 位结果。

  • 将三个字节组合成有符号 32 位整数，减去 2^23（偏移二进制中点），再减去用户设定的 offset，得到最终压力值（单位自定义）。

3.6 高层调度（ad7190Run）

  • 通过命令参数执行不同任务：初始化、读状态、写/读模式、写/读配置、写/读 GPOCON、连续读取数据（轮询 DOUT/RDY）。

  • 在主循环中调用，实现压力采集。

四、完整驱动代码（含详细注释）

文件：Ad7190.c

c

//###########################################################################
// FILE:   Ad7190_Example_2837xDSpi_FFDLB_int.c (AD7190驱动模块)
// TITLE:  基于TMS320F28377D的AD7190驱动（压力采集）
// 说明：  本驱动实现了AD7190的复位、初始化、寄存器读写及连续数据采集。
//         使用SPI-A（模式3），轮询方式读取DOUT/RDY引脚。
//         寄存器配置：增益1、双极性、缓冲使能、激励电流使能，内部时钟。
//         内部零点和满量程校准在初始化时完成。
//###########################################################################

#include "F28x_Project.h"
#include "Ad7190.h"
#include "adc_epwm_cpu01.h"

// 全局变量
Uint16 sdataForce;         // 发送数据缓冲（8位有效，放在高字节）
Uint16 rdataForce[3];      // 接收数据缓冲（3字节ADC数据）
Uint16 rdata_point, sdataForce_point;
long data_LS = 0;          // 最终24位转换结果（有符号）
char start_send = 0, ad7190Rdy = 0, stop = 0;
Uint32 Counter1Force = 0;

// 外部函数声明（SPI初始化由主程序调用）
extern void InitSpi(void);
extern void delay_loop(void);
extern void delay_1(long j);

//---------------------------------------------------------------------------
// 函数: spi_fifo_init
// 说明: 初始化SPI-A的FIFO，配置为16位主模式，时钟极性CPOL=1，相位CPHA=1
//       （即模式3），符合AD7190时序要求。
//---------------------------------------------------------------------------
void spi_fifo_init()
{
    // 使能TX FIFO，设置TX FIFO触发级别为1（每发送1个数据触发中断，但此处未用中断）
    SpiaRegs.SPIFFTX.all = 0xE040;   // TXFFIL=0, TXFFIENA=0, TXFFINTCLR=1, TXFFINT=1, TXFIFO=1
    SpiaRegs.SPIFFRX.all = 0x2044;   // RXFFIL=4（接收FIFO触发级别4），RXFFIENA=0，RXFIFORESET=1
    SpiaRegs.SPIFFCT.all = 0x00;     // 无时钟延迟
    SpiaRegs.SPIFFTX.bit.TXFIFO = 1;
    SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFIFORESET = 1;

    InitSpi(); // 此函数应在F2837xD_Spi.c中配置SPI为Master，模式3，16位
}

//---------------------------------------------------------------------------
// 函数: ad7190Init
// 说明: 初始化AD7190，包括复位、ID验证、配置寄存器、校准并进入连续转换模式。
// 返回: 1 成功，0 失败
//---------------------------------------------------------------------------
unsigned char ad7190Init(void)
{
    unsigned char i;
    unsigned char status = 0;
    ad7190Rdy = 0;
    sdataForce_point = 0;

    // 步骤1：发送一个无效命令，清空可能残留的数据
    sdataForce = 0x0001;          // 命令字节0x01（写通信寄存器？实际为无效，只是产生时钟）
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8); // 高字节发送
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {} // 等待发送完成
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {} // 等待接收
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF; // 丢弃接收数据
    sdataForce_point++;

    // 步骤2：复位AD7190 —— 发送至少40个连续1
    // 手册要求：DIN高电平保持至少40个SCLK周期
    for(i=0; i<4; i++)
    {
        sdataForce = 0x00FF;      // 低8位全1，加上高字节0x00，实际16位中低8位为1
        SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8); // 发送16位，低字节全1
        while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
        while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
        DELAY_US(1000);
        rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF; // 读走返回数据（复位期间数据无效）
    }
    DELAY_US(100000); // 复位后等待至少500us（手册要求），此处延时100ms充分

    // 步骤3：读取ID寄存器，验证芯片
    // 命令：0x60（读ID寄存器，8位，RS=100）
    sdataForce = 0x60;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF; // 第1个字节为0（命令回应）
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 0) {}

    // 发送哑字节读取真正的ID
    sdataForce = 0xFF;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF; // 该字节应包含ID
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 0) {}
    rdataForce[1] = 0; rdataForce[2] = 0;
    rdataForce[0] &= 0x000F; // 取低4位，AD7190的ID应为0x04
    if(rdataForce[0] == 0x04) status = 1;

    // 步骤4：配置ADC
    if(status)
    {
        ad7190ConfRegRead();   // 配置寄存器：双极性，增益1，缓冲使能，激励电流使能
        ad7190GpoRegRead(0x40); // GPOCON：闭合电桥开关（BPDSW=1）
        // 执行内部校准：先空闲模式，然后满量程校准，再零电平校准，最后连续转换
        ad7190ModeRegRead(0x0048); // 空闲模式（MD=010）
        DELAY_US(1000);
        ad7190ModeRegRead(0x00A8); // 内部满量程校准（MD=101）
        DELAY_US(1000);
        ad7190ModeRegRead(0x0088); // 内部零电平校准（MD=100）
        DELAY_US(1000);
        ad7190ModeRegRead(0x0008); // 连续转换模式（MD=000），FS=8
    }
    return status;
}

//---------------------------------------------------------------------------
// 函数: ad7190StRegRead
// 说明: 读取状态寄存器（8位），验证RDY、ERR等位
// 返回: 1 成功
//---------------------------------------------------------------------------
unsigned char ad7190StRegRead(void)
{
    unsigned char status = 0;
    // 命令：0x40（读状态寄存器，RS=000，R/W=1）
    sdataForce = 0x40;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF; // 第一个字节无效

    sdataForce = 0xFF; // 哑字节读取状态
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF; // 状态寄存器值
    rdataForce[1] = 0; rdataForce[2] = 0;
    status = 1;
    return status;
}

//---------------------------------------------------------------------------
// 函数: ad7190ModeRegRead
// 参数: mode —— 要写入的24位模式寄存器值（低24位有效）
// 说明: 先写入给定模式值，然后回读模式寄存器并存入rdataForce[0..2]
// 返回: 1 成功
//---------------------------------------------------------------------------
unsigned char ad7190ModeRegRead(Uint16 mode)
{
    unsigned char status = 0;
    unsigned char i;

    // 写命令：0x08（写模式寄存器，RS=001，R/W=0）
    sdataForce = 0x08;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF; // 丢弃

    // 发送3字节数据（mode的高8位、中8位、低8位）
    // 注意mode为16位，实际只用了低16位，高8位默认0（即0x00****）
    // 先发高8位（mode>>8）
    sdataForce = (mode >> 8) & 0xFF;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    // 中8位（mode & 0xFF）
    sdataForce = mode & 0xFF;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    // 低8位（实际mode仅有16位，此处补0）
    sdataForce = 0x00;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    delay_1(2000000); // 延时等待校准完成

    // 回读模式寄存器：命令0x48（读模式寄存器）
    sdataForce = 0x48;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF; // 丢弃

    for(i=0; i<3; i++)
    {
        sdataForce = 0xFF;
        SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
        while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
        rdataForce[i] = SpiaRegs.SPIRXBUF; // 依次为高、中、低字节
    }
    sdataForce_point++;
    status = 1;
    return status;
}

//---------------------------------------------------------------------------
// 函数: ad7190ConfRegRead
// 说明: 写入配置寄存器（固定值：0x00 0x01 0xA0），然后回读
//       配置：斩波禁用，REFIN1，通道1，缓冲使能，双极性，增益1，激励电流使能
// 返回: 1 成功
//---------------------------------------------------------------------------
unsigned char ad7190ConfRegRead(void)
{
    unsigned char status = 0;
    unsigned char i;

    // 写命令：0x10（写配置寄存器，RS=010）
    sdataForce = 0x10;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF; // 丢弃

    // 发送3字节配置数据
    // 高字节：0x00（Chop=0, REFSEL=0, 保留0）
    sdataForce = 0x00;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    // 中字节：0x01（CH7-CH0=1，使能通道AIN1-AIN2差分对）
    sdataForce = 0x01;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    // 低字节：0xA0（二进制1010 0000）
    // BUF=1，U/B=0（双极性），G[2:0]=000（增益1），Burn=1（激励电流使能）
    sdataForce = 0xA0;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    // 回读配置寄存器：命令0x50
    sdataForce = 0x50;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    for(i=0; i<3; i++)
    {
        sdataForce = 0xFF;
        SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
        while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
        rdataForce[i] = SpiaRegs.SPIRXBUF;
    }
    sdataForce_point++;
    status = 1;
    return status;
}

//---------------------------------------------------------------------------
// 函数: ad7190GpoRegRead
// 参数: powercontrol — 写入GPOCON的值（例如0x40闭合电桥开关）
// 说明: 写GPOCON并回读
// 返回: 1 成功
//---------------------------------------------------------------------------
unsigned char ad7190GpoRegRead(char powercontrol)
{
    unsigned char status = 0;

    // 写命令：0x28（写GPOCON寄存器，RS=101）
    sdataForce = 0x28;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    // 写入一个字节
    sdataForce = powercontrol;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    // 回读GPOCON：命令0x68
    sdataForce = 0x68;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    // 读一个字节
    sdataForce = 0xFF;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF;
    rdataForce[1] = 0; rdataForce[2] = 0;
    sdataForce_point++;
    status = 1;
    return status;
}

//---------------------------------------------------------------------------
// 函数: ad7190DataRegRead
// 参数: offset — 手动偏移值（用于调零）
// 说明: 读取24位数据寄存器，转换为有符号值并减去偏移
// 返回: 24位有符号压力值（单位自定义）
//---------------------------------------------------------------------------
unsigned char ad7190DataRegRead(Uint16 offset)
{
    unsigned char status = 0;
    unsigned char i;

    // 读数据寄存器命令：0x58（RS=011，R/W=1）
    sdataForce = 0x58;
    SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
    while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
    rdataForce[0] = SpiaRegs.SPIRXBUF; // 丢弃

    // 连续读3个字节
    for(i=0; i<3; i++)
    {
        sdataForce = 0xFF;
        SpiaRegs.SPITXBUF = (sdataForce << 8);
        while(SpiaRegs.SPISTS.bit.OVERRUN_FLAG & 0x40 != 0x40) {}
        while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1) {}
        rdataForce[i] = SpiaRegs.SPIRXBUF;
    }
    sdataForce_point++;

    // 组合成24位数据：rdataForce[0]高8位，[1]中8位，[2]低8位
    data_LS = rdataForce[0] << 8;
    data_LS = (data_LS | (rdataForce[1] & 0xFF)) << 8;
    data_LS = data_LS | (rdataForce[2] & 0xFF);

    // 偏移二进制转补码（减2^23），再减去用户偏移
    data_LS = data_LS - 8388608 - offset;
    if(data_LS < 0) data_LS = 0;

    status = 1;
    return status;
}

//---------------------------------------------------------------------------
// 函数: ad7190Run
// 参数: command — 操作命令：1=初始化，2=读状态，3=写模式，4=写配置，5=写GPOCON，6=连续读数据
//       offset — 传递偏移值
// 说明: 高层调度函数，根据命令调用相应子函数
// 返回: 最新转换值（仅在命令6时有效）
//---------------------------------------------------------------------------
long ad7190Run(char command, Uint16 offset)
{
    start_send = command;
    if(start_send == 1) {
        sdataForce_point = 0;
        ad7190Rdy = ad7190Init();
        // Force.CMD = 0; // 外部变量，用于复位命令
    }
    else if(start_send == 2) {
        ad7190Rdy = ad7190StRegRead();
    }
    else if(start_send == 3) {
        ad7190Rdy = ad7190ModeRegRead(0x0008); // 写模式并回读
    }
    else if(start_send == 4) {
        ad7190Rdy = ad7190ConfRegRead();
    }
    else if(start_send == 5) {
        ad7190Rdy = ad7190GpoRegRead(0x40);
    }
    else if(start_send == 6) {
        // 连续读取数据（循环检测DOUT/RDY引脚）
        // 当GP17st为真（即引脚为低）时读取
        if(GP17st) {
            ad7190Rdy = ad7190DataRegRead(offset);
        }
        // 以下为示例：每隔一定次数执行校准，实际应用中可移除或调整
        Counter1Force++;
        if(Counter1Force == 50000000 && ad7190Rdy) {
            ad7190ModeRegRead(0x0048); // 空闲
            ad7190ModeRegRead(0x00A8); // 满量程校准
            ad7190ModeRegRead(0x0088); // 零电平校准
            ad7190ModeRegRead(0x0008); // 连续转换
            Counter1Force = 1;
        }
        stop = 0;
    }
    return data_LS;
}

文件：Ad7190.h

c

#ifndef AD7190_H_
#define AD7190_H_

#include "adc_epwm_cpu01.h"

// 宏定义：检测DOUT/RDY引脚（GPIO17）是否低电平（数据就绪）
#define GP17st  (!GPIO_ReadPin(17))

// 外部变量声明（由主程序定义）
extern Uint16 sdataForce;
extern Uint16 rdataForce[3];
extern long data_LS;
extern char start_send, ad7190Rdy, stop;
extern Uint32 Counter1Force;

// 函数声明
void spi_fifo_init(void);
unsigned char ad7190Init(void);
unsigned char ad7190StRegRead(void);
unsigned char ad7190ModeRegRead(Uint16 mode);
unsigned char ad7190ConfRegRead(void);
unsigned char ad7190GpoRegRead(char powercontrol);
unsigned char ad7190DataRegRead(Uint16 offset);
long ad7190Run(char command, Uint16 offset);

#endif /* AD7190_H_ */

五、驱动与芯片特性的映射关系

芯片特性（手册条款）驱动实现方式对应代码/寄存器
SPI 模式 3（CPOL=1, CPHA=1）配置 F28377D SPI 主模式，时钟空闲高，下降沿捕获InitSpi() + spi_fifo_init()
复位要求（40 个连续 1）循环发送 0x00FF 四次，共 64 个 1ad7190Init() 中 for 循环
ID 寄存器（0x04）读取并校验低 4 位ad7190Init() 中 0x60 命令
内部时钟源（CLK[1:0]=10）模式寄存器写 0x000008ad7190ModeRegRead(0x0008)
连续转换模式（MD=000）模式寄存器 MD 位为 000同上
输出数据速率（FS=8）模式寄存器低 10 位为 8，约 600 Hz同上
差分通道选择（CH[7:0]=1）配置寄存器中字节 0x01ad7190ConfRegRead()
增益 1（G[2:0]=000）配置寄存器低字节 G 位为 000低字节 0xA0 含 G=000
双极性模式（U/B=0）配置寄存器低字节 U/B=0同上
缓冲器使能（BUF=1）配置寄存器低字节 BUF=1同上
激励电流（Burn=1）配置寄存器低字节 Burn=1同上
基准选择（REFSEL=0）配置寄存器高字节 REFSEL=0高字节 0x00
电桥关断开关（BPDSW=1）GPOCON 寄存器 bit6=1ad7190GpoRegRead(0x40)
内部校准（MD=100,101）分别写入模式寄存器进行零点和满量程校准ad7190ModeRegRead(0x0088/0x00A8)
数据就绪检测（RDY 引脚）轮询 GPIO17 电平，低表示数据有效宏 GP17st 和 ad7190DataRegRead 调用条件
数据读取（数据寄存器）发送 0x58 命令，读 3 字节ad7190DataRegRead()
偏移二进制码转补码减去 2^23 得到有符号数data_LS - 8388608 - offset

六、使用注意事项与扩展建议

6.1 硬件注意事项（基于手册）

  1. 电源去耦：AVDD 与 AGND 间并联 10 μF 钽电容和 0.1 μF 陶瓷电容，DVDD 同样处理。

  2. 模拟输入滤波：每个模拟输入端串联 100 Ω 电阻，并接 0.1 μF 电容（抗混叠）。

  3. 基准电压：推荐使用低噪声基准源（如 ADR431），若电桥激励电压作基准，则实现比率式测量。

  4. PCB 布局：模拟/数字地单点连接，避免数字噪声耦合，参见手册“接地和布局”章节。

6.2 软件调试建议

  • 移植初期用逻辑分析仪检查 SCLK、DIN、DOUT 波形，确认 SPI 时序（模式 3）正确。

  • 使用 ad7190StRegRead() 读取状态寄存器，检查 RDY、ERR 和 NOREF 位，帮助排查故障。

  • 若读取数据始终为全 1，检查基准电压是否有效（NOREF 位）或输入是否超量程。

6.3 扩展功能（按需修改）

  • 多通道扫描：修改配置寄存器 CH 位，并设置 DAT_STA=1 以在数据中附带通道信息。

  • 斩波使能：将配置寄存器 Chop 置 1，可降低失调漂移，但输出速率减半（参阅手册表 10~13）。

  • Sinc³ 滤波器：设置模式寄存器 SINC3=1，建立时间缩短为 3/FS，适合快速通道切换。

  • 单次转换模式：将 MD 设为 001，适合低功耗间歇采样。

  • 中断方式：配置 DOUT/RDY 下降沿触发外部中断，替代轮询，提高 CPU 利用率。

七、总结

本驱动严格遵循 AD7190 数据手册，在 TMS320F28377D 上实现了完整的初始化、校准和连续数据采集功能。通过合理的寄存器配置（增益 1、双极性、缓冲使能、激励电流等），充分挖掘了芯片的超低噪声和高精度特性，适用于应变式压力/称重传感器。代码结构清晰，移植性强，可作为工业数据采集系统的基础模块。如需适配其他应用场景，仅需调整配置寄存器相关位，无需改动底层通信逻辑。

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