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6.4 KiB
C
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/*!
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\file sgm51652hx
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\brief
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1. 芯片基本信息：
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1）型号：sgm51652H4(4通道)、sgm51652H8(8通道)
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2）类型：16位500kSPS单电源 SAR ADC
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3）基准：片内4.096V高精度基准（温漂9ppm/℃）
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4）供电：AVDD:4.75~5.25（典型5V），DVDD：1.65~AVDD(典型3.3V)
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2. 模拟输入特性
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1）支持输入类型：双极性单端、单极性单端、双极性差分
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2）量程配置（软件独立设置）
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量程配置值 -- 输入范围 -- 对应VREF倍数
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0000 ±10.24V ±2.5 * VREF
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0001 ±5.12V ±1.25 * VREF
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0010 ±2.56V ±0.625 * VREF
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0101 0~10.24V 0~2.5 * VREF
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0110 0~5.12V 0~1.25 * VREF
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3. 数字接口与时序
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1）通信接口：SPI，模式Mode3(CPOL=1 时钟空闲时为高电平、CPHA=1 数据在时钟下降沿采样）
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2）SCLK最高频率：17Mhz。（GD32H759芯片SPI3/SPI5挂在APB2总线，当前APB2时钟300Mhz，按32预分频设置）
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3）转换时间1μs,采集时间1μs
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4）帧结构：寄存器读写24个SCLK，数据读取32个SCLK
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***每个通道读数，是CS拉低后【此句很重要，查看芯片数据手册波形图】，后面16个时钟读出的数据才是。虽然这个图是auto的，但跟手动是一样的。***
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5）支持拓扑：菊花链，最多挂4片
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4. 寄存器与命令系统
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1）命令寄存器（16位，只写），详见 sgm51652hxCmd_e
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2）关键程序寄存器，详见 sgm51652hxReg_e
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5. 工作模式
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1）自动扫描模式（AUTO_SCAN）：按使能通道升序循环采集
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2）手动通道模式（MAN_CH_n）：固定采集指定单通道
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3）待机模式（STDBY）：低功耗，唤醒约20μs，保留配置
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4）掉电模式（PWR_DOWN）：极低功耗，唤醒需15ms
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5）复位模式（RST）：寄存器恢复默认值
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*/
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#ifndef _SGM51652HX_H_
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#define _SGM51652HX_H_
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#include <stdint.h>
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#include "spi_if.h"
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/******* Macro Definitions *******************/
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#define __SGM51652H8__ 1 //SPI3-H4、SPI5-H8
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#define ERR_OK_SGM 0
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#define ERR_INVALIDPARAMETER -1
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#define ERR_TIMEOUT_SGM -2
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typedef struct {
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spi_dev_t spi_dev; // SPI设备
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uint8_t initialized; // 初始化状态
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} sgm51652hx_dev_t;
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// 兼容旧结构体名称
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typedef sgm51652hx_dev_t sgm51652hxDevice_t;
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//命令寄存器映射(命令寄存器是1个 16 位的只写寄存器，用于设置SGM51652H4/SGM51652H8 的工作模式。)
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typedef enum{
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NO_OP = 0x0000, //保持当前模式
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STDBY = 0x8200, //进入待机模式
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PWR_DN = 0x8300, //进入断电模式
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RST = 0x8500, //重置程序寄存器
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AUTO_RST = 0xA000, //启用通道自动扫描模式
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MAN_CH_0 = 0xC000, //选择通道0手动读取模式
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MAN_CH_1 = 0xC400, //选择通道1手动读取模式
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MAN_CH_2 = 0xC800, //选择通道2手动读取模式
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MAN_CH_3 = 0xCC00, //选择通道3手动读取模式
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#if __SGM51652H8__ == 1
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MAN_CH_4 = 0xD000,
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MAN_CH_5 = 0xD400,
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MAN_CH_6 = 0xD800,
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MAN_CH_7 = 0xDC00,
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#endif
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MAN_AUX = 0xE000, //特殊功能，手动采辅助通道Aux，纯差分输入，无PGA/滤波，范围-VREF~+VREF
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MAX_CMD_NUM
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}sgm51652hxCmd_e;
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//程序寄存器映射（程序寄存器是 16 位的可读写寄存器，用于设置SGM51652H4/SGM51652H8 的工作状态。）
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/*
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数据位 DB[15:9]是寄存器地址。数据位 DB[8]是写或读指令位。
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在写操作周期中，SDI 引脚上的 DIN[7:0]是写入目标寄存器的数据，SDO 引脚上的 DIN[7:0]是从目标寄存器读回的数据。读回数据可用于验证写入是否成功。
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在1个读周期中，SDI 数据位 DB[8]是读指令位。SDO DOUT[7:0]上的数据是来自目标地址程序寄存器的读回数据。
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读回数据是MSB（高位优先）模式
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*/
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typedef enum{
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AUTO_SEQ_EN = 0x01, // 自动扫描通道使能。通道自扫描模式下，扫描通道的选定，数据bit7-bit0代表通道7-通道9,0：不选定该通道，1：选定该通道
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CHANNEL_PD = 0x02, // 通道独立断电。通道自扫描模式下，通道电源控制，数据bit7-bit0代表通道7-通道9,0：通道开启电源，1：通道电源关闭
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FEATURE_SEL, // 菊花链/输出格式
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RANGE_CH0 = 0x05, // 0x05~0x0C:CH0-CH7量程配置。 RANGE_CHn 通道 n 选择输入范围位,数据bit7-bit4补0，数据bit3-bit0定义如下
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RANGE_CH1, // 0000 = 输入范围设置为±2.5 × V（默认）
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RANGE_CH2, // 0001 = 输入范围设置为±1.25 × V
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RANGE_CH3, // 0010 = 输入范围设置为±0.625 × V
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#if __SGM51652H4__ == 0 // 0101 = 输入范围设置为 0 到 2.5 × V
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RANGE_CH4, // 0110 = 输入范围设置为 0 到 1.25 × V
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RANGE_CH5,
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RANGE_CH6,
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RANGE_CH7,
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#endif
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FLOATING_DETECTION_EN = 0x0D, //悬空检测使能。输入浮动检测启用控制，数据bit7:0 = 禁用,1 = 启用，bit6-bit0 保留，补0
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FLOATING_DETECTION_STATUS, //悬空检测状态。查询输入浮动状态，数据bit7-bit0代表通道7-1，0=通道未处于浮动状态（默认）1=通道处于浮动状态
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CMD_READ_BK = 0x3F, //命令回读（只读），查询前1个数据帧中执行的命令
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}sgm51652hxReg_e;
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/* 量程配置值（写进CHx量程寄存器的配置值）
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* 详见本文件顶部2.2。 双极性bipolar,单极性unipolar
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*/
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typedef enum{
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RGVL_BP_1024 = 0x00, //类型：双极性，输入范围：±10.24V
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RGVL_BP_512,
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RGVL_BP_256,
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RGVL_UP_1024 = 0x05, //类型：单极性，输入范围：0~10.24V
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RGVL_UP_512,
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}sgm51652hxRngVlu_e;
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// 芯片操作函数
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int sgm51652hx_init(sgm51652hx_dev_t *dev, spi_dev_t *spi_dev);
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int sgm51652hx_deinit(sgm51652hx_dev_t *dev);
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int sgm51652hx_write_reg(sgm51652hx_dev_t *dev, uint8_t reg, uint8_t value);
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int sgm51652hx_read_reg(sgm51652hx_dev_t *dev, uint8_t reg, uint8_t *value);
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int sgm51652hx_set_range(sgm51652hx_dev_t *dev, uint8_t channel, sgm51652hxRngVlu_e range);
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int sgm51652hx_read_channel(sgm51652hx_dev_t *dev, uint8_t channel, uint16_t *value);
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float sgm51652hx_calc_voltage(uint16_t adc_val, sgm51652hxRngVlu_e range);
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#endif
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