基于串行总线的测量仪器模拟节点设计

不同串行设备的工作时序不尽相同，为保证处理器与串行设备之间的通信需要对串行总线通道进行必要的初始化设置。这些设置主要包括设备的主从模式(通常设置处理器为主设备)、移位率、时钟极性和相位等属性对利用GPIO接口编程模拟串行总线的应用，还需要根据串行器件的时序特点编程设置相应的输出／输出管脚和工作时序。
串行ADC通常通过其内置控制寄存器以控制字的方式来实现一系列的控制操作，如采样模式、参考选择、通道选择以及A／D转换等。针对拟选择的模拟节点，通过软件控制相关电路完成信号调理后，对锁存器相应位进行操作来选择相应的串行ADC工作，利用串行总线向串行ADC写入控制字来启动对指定模拟节点信号的转换操作(如果支持软件启动)。
处理器通过串行总线接口读取转换数据，进行必要的运算和处理后获得模拟节点监测信号的真实结果，从而进行相应的操作和处理。
在具体的编程中，串行总线应根据串行ADC的具体总线接口形式和时序特点进行设置，这一点务必注意，以免无法建立通信连接。不同串行ADC的读写时序不尽相同，编程时需要格外注意。此外，通过串行总线进行读写操作时，需要根据读写数据的位数保证足够的时钟个数，以免无法正常读写。
对于挂接在总线的其它设备的控制操作，可根据具体设备的特点，参考类似的方式予以编程实现。

4 结束语
基于串行总线的模拟节点设计方案不但实现简单，成本低廉，而且还具有电磁辐射小、体积小、可扩展能力强等优点，可以方便、灵活地根据实际电路的需求进行通道扩展。基于这种设计思想的软硬件方案已经在笔者所从事的系统中已经得到广泛应用，并取得了令人满意的效果。