2022-04-23_ad76061芯片框架

秦韵FPGA 转载或原创（十三） 高云FPGAGW2A-18C

低速adc数据采集部分

主要为AD7606芯片，fpga驱动adc采集数据，我们主要依据芯片的数据手册，编写adc驱动代码，根据我们的硬件设计部分，本次adc的驱动采用并行模式，convtAB连接、OS信号不启用，只实现数据采集部分。
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先贴一下时序图，我们采用转换后读取数据模式，阅读时序图我们开始写代码，硬件上江CONVSTAB连接在一起，因此我们只需要操作一个信号就可以，busy信号时输入信号，我们可以开始组织代码框架，要实现ad7606的最高采样率，即200kHZ,如果我们采用50M主频，那么我们就需要每250000个时钟出一次数据，也就是是能一次转换，即拉低一次convstab信号。
主题框架采用状态机实现，比如： IDLE、如果想做到采样率可控，可以添加一个START状态、添加CONVST状态、转换完成读取信号为等待busy拉低然后开始读取数据（这段时间是有从机也就是ac芯片决定的），即有WAITBUSY状态、然后进入数据读取READ状态、到这里整个adc数据读取状态也就结束了，即有END状态、然后回到IDLE状态。
状态机代码段： 推荐3段式状态机。
下面展示一些 内联代码片。

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// =  Copyright (C) 2002-2022 WMPself.
// =                     All rights reserved.
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//    \ \/ /  \ \/ /     [File name   ] ad7606.v
//     \ \/    \/ /      [Description ] adc7606 Driver
//     /\/      \/\      [Timestamp   ] Saturday Apr 23 19:53:30 2022
//    / /        \ \     [version     ] 1.0.0
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// Code Revision History :
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// Ver: | Author |Mod. Date |Changes Made:
// V1.0 | wmp    |23/04/22  |Initial version
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module ad7606(
	input 		clk,
	input 		rst_n,
	...
	...
);
	parameter IDLE = 3'd0;
	parameter START= 3'd1;
	parameter CONVST= 3'd2;
	parameter WAITBUSY= 3'd3;
	parameter READ= 3'd4;
	parameter END= 3'd5;

reg [2:0] 		state_cs;
reg [2:0] 		state_ns;

always@(posedge clk or negedge rst_n)
if(!rst_n)
			state_cs <= IDLE ;
else 
			state_cs <= state_ns;
	
always@(*) begin 
	case(state_cs)
		IDLE  :   begin 
				if(ad7606_start_valid)
					state_ns = START ;
				else 
					state_ns = IDLE  ;
		end
		START :  begin 
				if(speed_start)
					state_ns = CONVST ;
				else 
					state_ns = START ;
		end
		CONVST :  begin 
				if(ad7606_convst_done) 	 
					state_ns = WAITBUSY ;
				else 
					state_ns = CONVST ;
		end
		WAITBUSY : begin 
				if(ad7606_busy_edge) 	 //检测busy为低电平，或者检测busy为有高变低的边沿
					state_ns = READ ;
				else 
					state_ns = WAITBUSY ;
		end
		READ : begin 
				if(ad7606_read_done) 	
					state_ns = END ;
				else 
					state_ns = READ ;
		end
		END : begin 
				state_ns = IDLE  ;
		end
		default : state_ns = IDLE  ;
	endcase
end

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到这里整个数据的读取框架结构就完成了，下面简单讲解取数据的过程。

观察时序图，cs拉低，发送rd信号，可以在江rd信号拉高的上升沿去取数据，定义一个16bit的数据存取寄存器，frstdata可以使用，也可以不使用，简单的代码如下：

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// =  Copyright (C) 2002-2022 WMPself.
// =                     All rights reserved.
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//    \ \/ /  \ \/ /     [File name   ] ad7606.v
//     \ \/    \/ /      [Description ] adc7606 Driver
//     /\/      \/\      [Timestamp   ] Saturday Apr 23 19:53:30 2022
//    / /        \ \     [version     ] 1.0.0
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// Code Revision History :
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// Ver: | Author |Mod. Date |Changes Made:
// V1.0 | wmp    |23/04/22  |Initial version
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module ....(
		...
		...
		ad7606_cs,
		ad7606_rd,
		ad7606_din,
		...
		...
);
	//...
reg 		adc7606_rd_redge;
reg 		adc7606_rd_fedge;
reg 	[15:0]	ad7606_data_r[7：0];
always@(posedge clk or negedge rst_n)
if(!rst_n)
	ad7606_cs <= 1'b1 ;
else  if(state_cs == READ  )
	ad7606_cs <= 'b0;
else 
	ad7606_cs <= 'b1;

always@(posedge clk or negedge rst_n)
if(!rst_n)
	ad7606_rd <= 1'b1 ;
else  if(ad7606_cs == 'b0  ) begin 
	if(adc7606_rd_redge)
		ad7606_rd <= 'b1;
	else if(adc7606_rd_fedge)
		ad7606_rd <= 'b0;
end
else  
	ad7606_rd <= 'b1;

always@(posedge clk or negedge rst_n)
if(!rst_n) begin 
	ad7606_data_r[0] <= 'd0 ;
	ad7606_data_r[1] <= 'd0 ;
	ad7606_data_r[2] <= 'd0 ;
	ad7606_data_r[3] <= 'd0 ;
	ad7606_data_r[4] <= 'd0 ;
	ad7606_data_r[5] <= 'd0 ;
	ad7606_data_r[6] <= 'd0 ;
	ad7606_data_r[7] <= 'd0 ;
end
else  if(ad7606_cs == 'b0) begin 
	if(adc7606_rd_redge && ad7606_cnt == 1 )
		ad7606_data_r[0] <= ad7606_din;
	else if(adc7606_rd_redge && ad7606_cnt == 2 )
		ad7606_data_r[1] <= ad7606_din;
		...
		...
		...
		ad7606_data_r[7] <= ad7606_din;
end
 ..

//frstdata  可以使用，也可以不使用，主要可以用来对齐第一个通道的数据。
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到这里基本上就完成了，数据也读出来了，就完成了ad7606的驱动，如果想要调整采样率，只需要控制speed_start这个信号就可以了，还有如果想要了解过采样这部分的功能，可以自己了解数据手册，这里只给出了框架和设计思路，具体的需要下班验证才可使用。