原標題：模數轉換器AD7656與ARM控制器LPC2210的接口設計和實現

一、系統概述

• AD7656：16位6通道同步采樣模數轉換器（ADC），支持250kSPS最大轉換速率，具有并行和串行接口模式。

• LPC2210：基于ARM7TDMI-S內核的32位微控制器，具備高速A/D轉換、PWM輸出、串行通信等功能，適合實時控制。

• 應用場景：電力系統三相信號處理（如電壓、電流采樣）、工業控制、數據采集系統等。

二、硬件接口設計

1. 電源與去耦

• AD7656供電：5V數字電源（DVCC）、5V模擬電源（AVCC）、3.3V驅動電源（VDRIVE）。

• 去耦電容：每個電源引腳（DVCC、AVCC、VDRIVE、REFIN/OUT、VSS）并聯10μF電解電容和100nF陶瓷電容，靠近芯片引腳放置。

2. 數字接口

• CONVST：LPC2210的PO.22引腳連接AD7656的CONVSTX引腳，啟動6通道同步轉換。

• RESET：LPC2210的PO.23引腳連接AD7656的RESET引腳，控制復位。

• BUSY：AD7656的BUSY引腳連接LPC2210的EINT1外部中斷引腳，轉換完成后觸發中斷。

• 片選與讀信號：LPC2210的片選信號（CS1）和讀信號（OE）分別連接AD7656的CS和RD引腳，地址范圍為0x81000000H～0x81FFFFFFH。

• 數據總線：AD7656的16位數據總線（D0-D15）直接連接LPC2210的16位數據總線。

• 電平匹配：由于LPC2210為3.3V I/O，AD7656為5V I/O，需串聯100Ω電阻進行電平匹配。

• 控制信號：

3. 模擬信號輸入

• 信號調理：輸入模擬信號需經過抗混疊濾波和限幅處理，調整至AD7656的輸入范圍（±10V或±15V）。

• 輸入引腳：AD7656的6個通道（CH1A-CH3C）分別連接三相電壓和電流信號。

4. 參考電壓

• 內部參考：AD7656內置2.5V參考電壓，可通過REFSEL引腳選擇內部或外部參考。

• 外部參考：若需更高精度，可外接高精度參考電壓源。

三、軟件實現

1. 初始化

• 配置LPC2210的GPIO引腳為輸出模式（CONVST、RESET）或外部中斷模式（BUSY）。

• 設置定時器0用于定時采樣，每個周期采樣128點（20ms周期，每156.25μs采樣一次）。

2. 數據采集流程

• LPC2210將片選信號（CS1）和讀信號（OE）置低，從AD7656的16位數據總線讀取6路數據。

• 每次讀取1路數據，共需讀取6次。

• 啟動轉換：定時器中斷觸發后，LPC2210將CONVST引腳置低，啟動AD7656的6通道同步轉換。

• 等待轉換完成：AD7656的BUSY引腳變高后，LPC2210進入中斷服務程序，等待BUSY變低。

• 讀取數據：

• 數據處理：讀取完成后，退出中斷，進行數據處理（如FFT、功率計算等）。

3. 中斷服務程序

• BUSY中斷：檢測BUSY引腳狀態，轉換完成后觸發中斷，通知LPC2210讀取數據。

• 定時器中斷：控制采樣周期，確保每個周期采樣128點。

四、關鍵技術點

1. 并行接口時序

• AD7656的并行接口時序需嚴格遵循數據手冊要求，確保數據讀取的正確性。

• CONVST上升沿啟動轉換，BUSY高電平表示轉換進行中，低電平表示轉換完成。

2. 電平匹配

• LPC2210與AD7656的I/O電平不匹配，需通過串聯電阻或電平轉換芯片進行適配。

3. 抗干擾設計

• 數字地和模擬地分開布線，在電源輸入端單點連接。

• AD7656芯片下方避免數字信號走線，減少干擾。

4. 多通道同步采樣

• 通過綁定CONVSTA/B/C引腳，實現6通道同步采樣，確保相位一致性。

五、應用示例

• 三相電能質量監測：同時采集三相電壓和電流信號，計算功率、功率因數、諧波等參數。

• 電機控制：實時采樣電機電流和電壓，實現閉環控制。

• 數據采集系統：用于工業自動化、電力監控等領域。

六、總結

AD7656與LPC2210的接口設計充分利用了AD7656的高精度同步采樣能力和LPC2210的實時控制能力，適用于多通道數據采集系統。通過合理的硬件連接和軟件設計，可實現高效、穩定的數據采集與處理。