#ifndef __TPAFE5160_H #define __TPAFE5160_H /* * 模块名称：TPAFE5160 16位8通道同步采样ADC驱动 * 模块功能：提供 TPAFE5160 并行接口模式下的初始化、过采样设置、转换启动、数据读取接口 * 适用平台：STM32F407ZGT6，并行16位数据总线接 GPIOG[15:0] * 作者：王建锋 * 创建日期：2026-07-17 * 修改记录： * 2026-07-17 王建锋 创建初始版本，参考 AD7606 并行驱动及 TPAFE5160 手册 * 2026-07-17 王建锋 增加 EXTI 中断读取模式 */ #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif #include "main.h" /* ======================== 宏定义 ======================== */ /* 通道数量 */ #define TPAFE5160_CH_NUM 8 /* 控制引脚操作宏 —— RD (PD3) */ #define TPAFE5160_RD_LOW() HAL_GPIO_WritePin(TP_RD_GPIO_Port, TP_RD_Pin, GPIO_PIN_RESET) #define TPAFE5160_RD_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(TP_RD_GPIO_Port, TP_RD_Pin, GPIO_PIN_SET) /* 控制引脚操作宏 —— CONVST (PD4) */ #define TPAFE5160_CONVST_LOW() HAL_GPIO_WritePin(TP_CONVST_GPIO_Port, TP_CONVST_Pin, GPIO_PIN_RESET) #define TPAFE5160_CONVST_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(TP_CONVST_GPIO_Port, TP_CONVST_Pin, GPIO_PIN_SET) /* 状态引脚读取宏 */ #define TPAFE5160_BUSY_READ() HAL_GPIO_ReadPin(TP_BUSY_GPIO_Port, TP_BUSY_Pin) #define TPAFE5160_FRSTDATA_READ() HAL_GPIO_ReadPin(TP_FRSTDATA_GPIO_Port, TP_FRSTDATA_Pin) /* 过采样引脚操作宏 —— OS0 (PF13), OS1 (PF14), OS2 (PF15) */ #define TPAFE5160_OS0(val) HAL_GPIO_WritePin(TP_OS0_GPIO_Port, TP_OS0_Pin, \ (val) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET) #define TPAFE5160_OS1(val) HAL_GPIO_WritePin(TP_OS1_GPIO_Port, TP_OS1_Pin, \ (val) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET) #define TPAFE5160_OS2(val) HAL_GPIO_WritePin(TP_OS2_GPIO_Port, TP_OS2_Pin, \ (val) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET) /* 并行数据总线读取 —— DB[15:0] 接 GPIOG[15:0]，单次读取16位 */ #define TPAFE5160_READ_BUS() ((uint16_t)GPIOG->IDR) /* 过采样率枚举 (OS[2:0] 编码，OS2为MSB, OS0为LSB) */ typedef enum { TP_OS_NONE = 0, /* 000 — 无过采样，350 kSPS */ TP_OS_X2 = 1, /* 001 — 2倍过采样，175 kSPS */ TP_OS_X4 = 2, /* 010 — 4倍过采样，87.5 kSPS */ TP_OS_X8 = 3, /* 011 — 8倍过采样，43.75 kSPS */ TP_OS_X16 = 4, /* 100 — 16倍过采样，21.875 kSPS */ TP_OS_X32 = 5, /* 101 — 32倍过采样，10.94 kSPS */ TP_OS_X64 = 6, /* 110 — 64倍过采样，5.47 kSPS */ TP_OS_HBW = 7 /* 111 — 高带宽模式 (~30kHz)，350 kSPS */ } tpafe5160_os_t; /* 输入量程枚举 */ typedef enum { TP_RANGE_5V = 0, /* ±5V (RANGE = LOW) */ TP_RANGE_10V = 1 /* ±10V (RANGE = HIGH) */ } tpafe5160_range_t; /* 返回值定义 */ #define TPAFE5160_OK 0 #define TPAFE5160_ERROR -1 #define TPAFE5160_BUSY_TIMEOUT -2 /* 默认超时时间 (ms) */ #define TPAFE5160_CONV_TIMEOUT_MS 10 /* ======================== 函数声明 ======================== */ /* * 函数功能：初始化 TPAFE5160（设置过采样、等待就绪） * 入口参数：无 * 返回值：0 - 成功，-2 - BUSY 超时 * 限定条件：CubeMX 已完成 GPIO 初始化 * 函数说明：1. 设置过采样为无过采样 (000) * 2. 确保 RD 为高、CONVST 为低 * 3. 等待 BUSY 释放（转换空闲） */ int tpafe5160_init(void); /* * 函数功能：设置过采样率 * 入口参数：os - 过采样率枚举值 tpafe5160_os_t * 返回值：无 * 限定条件：GPIO 已初始化 * 函数说明：通过 OS[2:0] 引脚设置过采样率，在下一次转换时生效 */ void tpafe5160_set_os(tpafe5160_os_t os); /* * 函数功能：启动一次转换（CONVST 上升沿触发） * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：GPIO 已初始化 * 函数说明：产生 CONVST 脉冲上升沿，启动全部8通道同步采样与转换 */ void tpafe5160_start_conv(void); /* * 函数功能：等待转换完成 * 入口参数：timeout_ms - 超时时间 uint32_t > 0 * 返回值：0 - 转换完成，-2 - 超时 * 限定条件：已调用 tpafe5160_start_conv() * 函数说明：轮询 BUSY 引脚等待下降沿 */ int tpafe5160_wait_busy(uint32_t timeout_ms); /* * 函数功能：查询当前是否正在转换 * 入口参数：无 * 返回值：1 - 正在转换，0 - 空闲 * 限定条件：GPIO 已初始化 * 函数说明：读取 BUSY 引脚电平 */ uint8_t tpafe5160_is_busy(void); /* * 函数功能：读取全部8通道转换结果 * 入口参数：buf - 8个int16_t的输出缓冲区 int16_t* 不为 NULL * 返回值：0 - 成功，-2 - BUSY 超时 * 限定条件：GPIO 已初始化 * 函数说明：1. 启动转换并等待 BUSY 释放 * 2. 连续8次拉低RD读取各通道数据 * 3. 通过 FRSTDATA 验证第一通道 */ int tpafe5160_read_all(int16_t *buf); /* * 函数功能：读取指定通道的转换结果 * 入口参数：channel - 通道号 uint8_t 0 - 7 * value - 输出指针 int16_t* 不为 NULL * 返回值：0 - 成功，-1 - 通道号无效，-2 - BUSY 超时 * 限定条件：GPIO 已初始化 * 函数说明：启动转换并等待完成后，连续读取至指定通道 */ int tpafe5160_read_channel(uint8_t channel, int16_t *value); /* * 函数功能：原始ADC值转电压值 * 入口参数：raw - ADC原始值 int16_t 有符号补码 * 返回值：电压值 float 单位 V * 限定条件：无 * 函数说明：±5V量程时 LSB=152.59μV，±10V量程时 LSB=305.18μV * 默认使用 ±5V 量程 (RANGE 接 GND) */ float tpafe5160_to_voltage(int16_t raw); /* * 函数功能：直接读取并行数据总线（不启动转换） * 入口参数：无 * 返回值：16位原始数据 uint16_t * 限定条件：RD 为低或CS与RD已拉低 * 函数说明：用于读取当前总线上的数据，需自行控制RD时序 */ uint16_t tpafe5160_read_bus(void); /* ======================== 中断模式 API ======================== */ /* * 函数功能：使能 BUSY EXTI 中断（运行时重使能用） * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：CubeMX 已完成 GPIO 和 NVIC 配置 * 函数说明：正常启动流程无需调用，仅在 irq_disable() 后需要重新使能时使用 */ void tpafe5160_irq_enable(void); /* * 函数功能：关闭 BUSY EXTI 中断 * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：已调用 tpafe5160_irq_enable() * 函数说明：仅禁用 NVIC 中断，GPIO 配置保持 CubeMX 设定 */ void tpafe5160_irq_disable(void); /* * 函数功能：启动转换（中断模式） * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：已调用 tpafe5160_irq_enable() * 函数说明：产生 CONVST 脉冲，转换完成后由 EXTI 中断自动读取 8 通道数据 */ void tpafe5160_start_conv_irq(void); /* * 函数功能：检查是否有新的转换数据 * 入口参数：无 * 返回值：1 - 数据就绪，0 - 无新数据 * 限定条件：中断模式已启用 * 函数说明：在 EXTI 回调中置位，主循环读取后需调用 tpafe5160_clear_ready() 清除 */ uint8_t tpafe5160_data_ready(void); /* * 函数功能：清除数据就绪标志 * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：中断模式已启用 * 函数说明：主循环处理完数据后调用 */ void tpafe5160_clear_ready(void); /* * 函数功能：获取数据缓冲区指针 * 入口参数：无 * 返回值：int16_t[8] 数据缓冲区的 const 指针 * 限定条件：tpafe5160_data_ready() 返回 1 时调用 * 函数说明：缓冲区由 EXTI 回调写入，主循环只读 */ const int16_t* tpafe5160_get_buf(void); /* * 函数功能：EXTI 中断处理（由 HAL_GPIO_EXTI_Callback 调用） * 入口参数：GPIO_Pin - 触发的引脚号 * 返回值：无 * 限定条件：BUSY EXTI 已使能 * 函数说明：BUSY 下降沿时自动读取 8 通道数据到缓冲区 */ void tpafe5160_exti_handler(uint16_t GPIO_Pin); #ifdef __cplusplus } #endif #endif /* __TPAFE5160_H */