代碼解析

LTC2308通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)4線(xiàn)SPI數(shù)字接口進(jìn)行通信。LTC2308模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片有8個(gè)ADC通道和12位的分辨率，輸入信號(hào)時(shí)鐘頻率范圍不超過(guò)500KHz，按照Nyquist采樣定理則建議輸入信號(hào)在250KHz以下。

以下是DE10-Standard開(kāi)發(fā)板上的LTC2308電路：

從電路圖可知，LTC2308的COM引腳接GND，代表當(dāng)前DE10-Standard開(kāi)發(fā)板上的LTC2308被固定為單極性輸入。

LTC2308的SPI協(xié)議時(shí)序圖如下：

LTC2308控制模塊（adc_ltc2308.v）框圖如下：

信號(hào)列表如下：

模塊參數(shù)設(shè)計(jì)：

DE10-Standard開(kāi)發(fā)板手冊(cè)（DE10-Standard_User_manual.pdf）提到如果想設(shè)置采樣率100Ksps，只需設(shè)置tHCONVST 為 320即可。接下來(lái)看看320這個(gè)數(shù)值是如何計(jì)算出來(lái)的。

根據(jù)LTC2308數(shù)據(jù)手冊(cè)我們知道其最高采樣率是500ksps， SCK最高能達(dá)到40MHz， tCONV 的典型值是1.3 us，最大值是 1.6 us。100Ksps的時(shí)間周期是10us，40MHz的時(shí)間周期是25ns。一次整個(gè)過(guò)程（包括轉(zhuǎn)換和采樣）要占用10us/25ns=400 個(gè)周期。1.6us/25ns= 64， 那么tCONV 最多占用64個(gè)時(shí)鐘周期。

根據(jù)時(shí)序圖和代碼來(lái)看，64+12+320=396大約是400 。

adc_ltc2308.v代碼里面參數(shù)設(shè)定如下：

代碼詳解：

一旦檢測(cè)到觸發(fā)信號(hào)measure_start的上升沿，adc_ltc2308 模塊的系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)就置0：

設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器，對(duì)LTC2308的一次完整轉(zhuǎn)換和采集過(guò)程所需的時(shí)鐘周期數(shù)進(jìn)行數(shù)節(jié)拍：

輸出ADC_CONVST信號(hào)（也就是標(biāo)記出tWHCONV時(shí)間段）：

輸出SCK時(shí)鐘，ADC_SCK周期為40MHz，但每一次只有12個(gè)周期輸出，其他時(shí)間輸出低電平0 ：

在clk下降沿時(shí)刻，將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到到寄存器中：

measure_done是一次采集完成標(biāo)志，每次檢測(cè)到LTC2308的觸發(fā)信號(hào)上升沿時(shí)measure_done信號(hào)歸0，當(dāng)一次采集完成后置1：

measure_done是一次轉(zhuǎn)換+傳輸+采樣完成的標(biāo)志，measure_done信號(hào)在開(kāi)始新一輪采樣后清0，當(dāng)傳輸完成后置1：

reset_n、clk_enable、measure_done、ADC_CONVST和ADC_SCK信號(hào)波形標(biāo)出如下：

根據(jù)輸入（measure_ch）的通道選擇不同的配置字存儲(chǔ)到寄存器config_cmd：

然后根據(jù)LTC2308的時(shí)序圖標(biāo)記出配置字的三個(gè)階段（三個(gè)狀態(tài)）：config_init（配置初始化時(shí)間段） 、config_enable（可配置時(shí)間段） 和 config_done（配置完成時(shí)間段）。

config_init（配置初始化時(shí)間段）：初始狀態(tài)下，將配置字的高字節(jié)賦給ADC_SDI

config_enable（可配置時(shí)間段）：將配置字剩余的5個(gè)bit逐個(gè)賦給ADC_SDI

config_done（配置完成時(shí)間段）：配置完成階段將0賦給ADC_SDI

打開(kāi)~DE10_Standard_ADCstp1.stp 文件（關(guān)于Signaltap調(diào)試工具的使用請(qǐng)參考之前的推文：SDRAM讀寫(xiě)），采樣時(shí)鐘設(shè)置的是PLL outclk_0輸出的100M，ADC_CONVST作為觸發(fā)信號(hào)：

可得到 LTC2308控制模塊（adc_ltc2308.v）內(nèi)部信號(hào)的波形如下。

測(cè)量11次，第一次的數(shù)據(jù)忽略， 取后面10次的數(shù)據(jù):

ADC_CLK 輸出12個(gè)時(shí)鐘周期：

若 stp1.stp 文件采樣時(shí)鐘設(shè)置為PLL outclk_1輸出的40M，則波形細(xì)節(jié)如下：

ADC_CONVST占用4個(gè)時(shí)鐘周期（tick=0、1、2、3）：