最近在查找ADI测量温度方案，发现AD7124-8很适合温度测量，于是申请了AD7124-8的样品，设计一款5通道K型热电偶测温电路。
电路设计参考了UG-856 EVAL-AD7124-8SDZ User Guide上的原理图，将AD7124-8的模拟通道连接到接线端子上，热电偶测量方案也参考UG-856应用，冷端使用一个3线PT100补偿，MCU采用ADI ARM CORTEX-M3处理器ADUCM360，调试时使用串口打印输出数据，为了设计通用性以及后续软件移植，设计时将ADC部分和MCU部分分成两个PCB。原理图设计图纸大致如下：
图1 模拟通道滤波电路
图2 AD7124-8电路
图3 电源以及外部REF电路
原理图设计完了，就准备PCB layout，layout参考UG-856上的设计，按照4层板设计。
图4 顶层丝印图
图5 顶层走线图
图6 GND层
图7 电源层
图8 底层
图9 底层丝印图
PCB layout完成后就联系板厂加工，期间准备物料，感谢ADI支持，很多样品都申请到样品了。
硬件部分设计完成就开始考虑软件设计了，ADI网站上提供参考代码，在网站上下载了源代码，看了一遍，感觉还不错，值得借鉴，不过不是在ADUCM360上开发的程序，需要将其移植到ADUMC360上
移植部分很简单，只需要完成3个填空题
int8_t SPI_Init(ADI_SPI_TypeDef *pSPI,uint32_t u32Baud);
int8_t SPI_Read(ADI_SPI_TypeDef *pSPI,uint8_t *pBuffer,int32_t i32Len);
int8_t SPI_Write(ADI_SPI_TypeDef *pSPI,uint8_t *pBuffer,int32_t s32Len);
其中SPI_Init完成SPI的初始化，包括SPI号，以及波特率
SPI_Read实现SPI读数据i32Len数据到pBuffer中
SPI_Write则实现SPI则将pBuffer中长度为s32Len数据再MOSI上发送出去
移植完驱动后续就是验证是否移植是否正确了，下载的源代码AD7124.C中也提供了方法。在int32_t AD7124_Setup(ad7124_device *device, int slave_select,ad7124_st_reg *regs)中实现了AD7124-8配置寄存器以及查询寄存器操作，验证是否移植正确，就是将配置好的寄存器重新读出来进行比对了。寄存器的配置在ad7124_st_reg ad7124_regs[]初始化时已经实现，可以根据项目需求自行配置。配置值和读出结果一致也就表示一致正确了。
按照一路K型热电偶配置如下，AIN0，AIN1 K型热电偶差分输入通道，采用内部2.5VREF, AIN12，AIN13 PT100差分通道，AIN10，AIN11 500uA恒流源输出，采用REF1
ad7124_st_reg ad7124_regs[] =
{
{0x00, 0x00, 1, 2}, /* AD7124_Status */
//REF_EN
{0x01, 0x0100, 2, 1}, /* AD7124_ADC_Control */
{0x02, 0x0000, 3, 2}, /* AD7124_Data */
//IOUT0 -> AIN11, IOUT1 -> AIN10, IOUT0 -> 500uA, IOUT1 -> 500uA
{0x03, 0x24ab, 3, 1}, /* AD7124_IOCon1 */
//VBIAS0
{0x04, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_IOCon2 */
{0x05, 0x02, 1, 2}, /* AD7124_ID */
{0x06, 0x0000, 3, 2}, /* AD7124_Error */
{0x07, 0x0044, 3, 1}, /* AD7124_Error_En */
{0x08, 0x00, 1, 2}, /* AD7124_Mclk_Count */
//AIN0->AINP,AIN1->AINM
{0x09, 0x8001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_0 */
// {0x09, 0x818d, 2, 1}, /* AD7124_Channel_0 */
//AIN12->AINP,AIN13->AINM
{0x0A, 0x918d, 2, 1}, /* AD7124_Channel_1 */
//{0x0A, 0x8001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_1 */
{0x0B, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_2 */
{0x0C, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_3 */
{0x0D, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_4 */
{0x0E, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_5 */
{0x0F, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_6 */
{0x10, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_7 */
{0x11, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_8 */
{0x12, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_9 */
{0x13, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_10 */
{0x14, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_11 */
{0x15, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_12 */
{0x16, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_13 */
{0x17, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_14 */
{0x18, 0x0001, 2, 1}, /* AD7124_Channel_15 */
//REFBUF,AINBUF ON,REF_SEL=REFIN2,PGA=32
{0x19, 0x09e5, 2, 1}, /* AD7124_Config_0 */
//REFBUF,AINBUF ON,REF_SEL=REFIN2,PGA=16
//{0x1A, 0x09e5, 2, 1}, /* AD7124_Config_1 */
{0x1A, 0x01ec, 2, 1}, /* AD7124_Config_2 */
{0x1B, 0x0860, 2, 1}, /* AD7124_Config_2 */
{0x1C, 0x0860, 2, 1}, /* AD7124_Config_3 */
{0x1D, 0x0860, 2, 1}, /* AD7124_Config_4 */
{0x1E, 0x0860, 2, 1}, /* AD7124_Config_5 */
{0x1F, 0x0860, 2, 1}, /* AD7124_Config_6 */
{0x20, 0x0860, 2, 1}, /* AD7124_Config_7 */
{0x21, 0x060180, 3, 1}, /* AD7124_Filter_0 */
{0x22, 0x060180, 3, 1}, /* AD7124_Filter_1 */
{0x23, 0x060180, 3, 1}, /* AD7124_Filter_2 */
{0x24, 0x060180, 3, 1}, /* AD7124_Filter_3 */
{0x25, 0x060180, 3, 1}, /* AD7124_Filter_4 */
{0x26, 0x060180, 3, 1}, /* AD7124_Filter_5 */
{0x27, 0x060180, 3, 1}, /* AD7124_Filter_6 */
{0x28, 0x060180, 3, 1}, /* AD7124_Filter_7 */
{0x29, 0x800000, 3, 1}, /* AD7124_Offset_0 */
{0x2A, 0x800000, 3, 1}, /* AD7124_Offset_1 */
{0x2B, 0x800000, 3, 1}, /* AD7124_Offset_2 */
{0x2C, 0x800000, 3, 1}, /* AD7124_Offset_3 */
{0x2D, 0x800000, 3, 1}, /* AD7124_Offset_4 */
{0x2E, 0x800000, 3, 1}, /* AD7124_Offset_5 */
{0x2F, 0x800000, 3, 1}, /* AD7124_Offset_6 */
{0x30, 0x800000, 3, 1}, /* AD7124_Offset_7 */
{0x31, 0x500000, 3, 1}, /* AD7124_Gain_0 */
{0x32, 0x500000, 3, 1}, /* AD7124_Gain_1 */
{0x33, 0x500000, 3, 1}, /* AD7124_Gain_2 */
{0x34, 0x500000, 3, 1}, /* AD7124_Gain_3 */
{0x35, 0x500000, 3, 1}, /* AD7124_Gain_4 */
{0x36, 0x500000, 3, 1}, /* AD7124_Gain_5 */
{0x37, 0x500000, 3, 1}, /* AD7124_Gain_6 */
{0x38, 0x500000, 3, 1}, /* AD7124_Gain_7 */
};
配置完成后，就开始实现PT100以及热电偶电压采集了，AD7124-8可以通过使能多个通道寄存器，实现ADC多通道自动切换，注意通道寄存器中的SETUP配置，这是通道寄存器与配置寄存器相关联的地方，通过3bit Setup位以及16个通道寄存器可以组合出16*8= 108种组合配置,数据手册的描述比较难理解
配置完成后，就只需要查询AD7124-8状态寄存器数据是否准备好以及对应的通道数，数据如果准备好，就可以读取对应通道的数据，实现代码如下：
if( AD7124_WaitForConvReady(&g_ad7124dev,100) >= 0 )
{
u8Ch = AD7124_STATUS_REG_CH_ACTIVE(ad7124_regs[AD7124_Status].value);
AD7124_ReadData(&g_ad7124dev, &s32AdCode[u8Ch]);
switch(u8Ch)
{
case 0:
fVolVal = 2500.0*(s32AdCode[u8Ch] - 0x800000)/(32.0*0x800000);
fK_mv = Temp2K_mv(fTempVal);
//fVolVal += fK_mv;
fK_TempVal = CalculateKTemp(fVolVal + fK_mv);
printf("Thermocouple Temperature: %5.3f C \r\n ",fK_TempVal );
break;
case 1:
//AD7124_ReadData(&g_ad7124dev, &s32AdCode[0]);
fResVal = s32AdCode[u8Ch]*250.0/0xffffff;
fTempVal = CalculateRTDTemp(fResVal);
printf("RTD Temperature: %5.3f C \r\n ",fTempVal );
break;
}
}
数据寄存器数据读出来之后就剩下数据处理了，热电偶的常用处理方式是冷端温度转换为对应的热电偶电压，热电偶热端电压+冷端电压值得到的电压值在转换成热电偶电压，按照这种算法实现热电偶测温。软硬件调试已经完成，需要原理图和源代码的朋友可以发邮件联系我leif.dong@avnet.com
附件是该方案的详细资料，软、硬件都有哦~
