本次我們在NUCLEO-F412ZG試驗模擬量輸入采集。我們的模擬量輸入采用ADI公司的AD7705，是一片16位兩路差分輸入的AD采集芯片。具有SPI接口，我們將采用SPI接口與AD7705通訊。兩路輸入一路接氧氣傳感器，一路接氫氣傳感器。
氧氣傳感器有兩種，一種是順磁氧氣傳感器，輸出信號是4-20mA。所以須在輸出端並一個250歐姆的電阻然后接到AD7705的采集小板上。灰色的線和白色的線分別是正負極。其樣式如下：
另一種氧氣傳感器是電化學方式的，由於電化學傳感器輸出為毫伏信號（0-60mV），為了符合AD7705的信號采集范圍，我在面包板上搭建了一個放大電路來用於測試，講毫伏信號放大50倍，新城0-3VDC的信號以便AD7705采集板能夠接受。
這兩個傳感器當暴露在空氣中時，因為空氣中氧含量約21%。氧氣傳感器的值是一個比較大的值。可能不是21%左右，因為沒有校准。
氫氣傳感器是0-5VDC信號。氫氣傳感器的信號已經符合AD7705采集板的要求，可以直接上：
AD7705采集板與外界的連接是SPI接口，在試驗中我們采用STM32F412的SPI1，對應的引腳為：
| 40 |
PA4 |
SPI1_NSS |
CN7_17 |
| 41 |
PA5 |
SPI1_SCK |
CN7_10 |
| 42 |
PA6 |
SPI1_MISO |
CN7_12 |
| 43 |
PA7 |
SPI1_MOSI |
CN7_14 |
如下紅框部分：
在STM32CubeMX中配置SPI1，先配置SPI接口的參數：
然后我們可以對引腳根據我們的使用習慣進行配置：
//SPI1及AD7705、AD5663相關的GPIO配置
void SPI1_GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//配置SPI1的SCK和MOSI（PA5、PA7）
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復用推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//配置SPI1的MISO（PA6）
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
//GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復用推挽輸出
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//配置AD片選信號（PA4）
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
SPI_AD7705_CS_HIGH();
}
//配置SPI
void SPI1_Configuration(void)
{
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
// SPI1配置
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //設置SPI單向或者雙向的數據模式:SPI設置為雙線雙向全雙工
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //設置SPI工作模式:設置為主SPI
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //設置SPI的數據大小:SPI發送接收8位幀結構
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; //選擇了串行時鍾的穩態:空閑狀態保持低電平
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; //數據捕獲於第二個時鍾沿
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS信號由硬件（NSS管腳）還是軟件（使用SSI位）管理:內部NSS信號有SSI位控制
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_64;//定義波特率預分頻的值:波特率預分頻值為256
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //指定數據傳輸從MSB位還是LSB位開始:數據傳輸從MSB位開始
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC值計算的多項式
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); //根據SPI_InitStruct中指定的參數初始化外設SPIx寄存器
//使能SPI外設
SPI_SSOutputCmd(SPI1, ENABLE);
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}
配置完成之后，利用AD7705的操作函數（我們在其他項目上已經寫好並標准化了）就可以讀取數據。軟件在線調試如下：
通過IAR自帶的IO終端可以方便地查看數據顯示，關於IAR自帶的IO終端的配置可以在網上查看，我博客園也有一片文章記錄了使用方法。在IO終端中查看的結果如下：
因為是暴露在空氣，所以氧氣的數據比較大（因為傳感器為校准，校准后應在21%左右，校准需要編寫另外的程序），但氫氣的數據幾乎為0。