基于串行總線的測量儀器模擬節點設計

不同串行設備的工作時序不盡相同，為保證處理器與串行設備之間的通信需要對串行總線通道進行必要的初始化設置。這些設置主要包括設備的主從模式(通常設置處理器為主設備)、移位率、時鐘極性和相位等屬性對利用GPIO接口編程模擬串行總線的應用，還需要根據串行器件的時序特點編程設置相應的輸出／輸出管腳和工作時序。
串行ADC通常通過其內置控制寄存器以控制字的方式來實現一系列的控制操作，如采樣模式、參考選擇、通道選擇以及A／D轉換等。針對擬選擇的模擬節點，通過軟件控制相關電路完成信號調理后，對鎖存器相應位進行操作來選擇相應的串行ADC工作，利用串行總線向串行ADC寫入控制字來啟動對指定模擬節點信號的轉換操作(如果支持軟件啟動)。
處理器通過串行總線接口讀取轉換數據，進行必要的運算和處理后獲得模擬節點監測信號的真實結果，從而進行相應的操作和處理。
在具體的編程中，串行總線應根據串行ADC的具體總線接口形式和時序特點進行設置，這一點務必注意，以免無法建立通信連接。不同串行ADC的讀寫時序不盡相同，編程時需要格外注意。此外，通過串行總線進行讀寫操作時，需要根據讀寫數據的位數保證足夠的時鐘個數，以免無法正常讀寫。
對于掛接在總線的其它設備的控制操作，可根據具體設備的特點，參考類似的方式予以編程實現。

4 結束語
基于串行總線的模擬節點設計方案不但實現簡單，成本低廉，而且還具有電磁輻射小、體積小、可擴展能力強等優點，可以方便、靈活地根據實際電路的需求進行通道擴展。基于這種設計思想的軟硬件方案已經在筆者所從事的系統中已經得到廣泛應用，并取得了令人滿意的效果。