前言

最近做项目用到了ADS1115，一款常用的16位ADC，下面说说本人的理解

简介

对于用户来说我们能从上面这张框图GET到以下几点：

adc类型为16位∑-Δ型，意味着精度还是比较高了
MUX为输入多路复用器，作用可以理解为对输入方式进行选择，比如是用差分还是单端输入
PGA为可编程增益放大器，根据需要负责把模拟量进行放大
此款adc采用了IIC通信，与IIC相关的引脚为SCL,SDA,ADDR，其中ADDR为从机地址选择引脚

本文ADDR直接接地，所以从机地址为0x90
Comparator为可编程比较器，作用是在配置好相应的寄存机阈值后进行报警输出（本文未涉及）

工作流程

上图是ADS1115读的时序逻辑：主机发送开始信号->主机发送从机地址->等待从机应答->主机发送需要操作的寄存器（这里是 Conversion register 里面装着转换好的数字量）->等待从机应答->主机发送停止信号->主机发送开始信号->主机发送从机地址->等待从机应答->主机读取高八位数字量->等待从机应答->主机读取低八位数字量->等待从机应答->主机发送停止信号

上图是ADS1115写的时序逻辑：主机发送开始信号->主机发送从机地址->等待从机应答->主机发送需要操作的寄存器（这里是 Config register 配置ADS1115的一些参数，后面会分析）->等待从机应答->主机发送配置数据的高八位->等待从机应答->主机发送配置数据的低八位->等待从机应答->主机发送停止信号

寄存器讲解

ADS1115有4个寄存器，分别是前面提到的Conversion register（16位）、Config register（16位）与两个设置阈值的寄存器（使能比较模式时用）

宏定义四个寄存器的地址

#define REG_Conversion   0x00
#define REG_config       0x01
#define REG_L_thresh     0x02
#define REG_H_thresh     0x03

下面详细说说Config register

/*****************Config Register**********/
#define OS      1       //Operational status or single-shot conversion start
#define MUX     0x04    //[2:0]Input multiplexer configuration
#define PGA     0x01    //Programmable gain amplifier configuration
#define MODE  0x00  //Device operating mode#define DR               0x04//Data rate
#define COMP_MODE   0   // Comparator mode
#define COMP_POL    0       //Comparator polarity
#define COMP_LAT    0   //Latching comparator
#define COMP_QUE    0x3 //Comparator queue and disable#define config_MSB (OS << 7)|(MUX << 4)|(PGA << 1)|(MODE)//0xC2
#define config_LSB (DR << 5)|(COMP_MODE << 4)|(COMP_POL << 3)|(COMP_LAT << 2)|(COMP_QUE)//

第15位：OS读操作可以知道当前设备的工作状态，写操作可以设置单次转换（必须为断电模式下，当对OS写1时，设备会进入上电模式并完成一次数据转换，然后会自动将OS置0）下面是数据手册的解释

第14-12位：MUX2为输入多路复用器，对输入模式进行选择，如上图有八种输入模式，分别是四种差分与四种单端输入，本文配置为A0单端输入（0x04）
第11-9位：PGA为可编程增益放大器，设置FSR（满刻度的范围），本文配置为-4.096V-4.096V（0x01）后面电压计算公式与这个有关
第8位：MODE选择持续转换模式与单拍模式（单排模式需要OS位触发），本文配置为连续转换模式（0x00）
第7-5位：DR配置data rate数据传输速率，本文配置为128SPS（0x04）
第4-2位：对比较器的配置（由于本文未涉及，在这就不多说了）
第1-0位：本位配置为关闭比较器并将ALERT/RDY引脚设置为高阻抗模式（0x3）

源码

//ads1115.h
#ifndef ADS1115_H
#define ADS1115_H
#include "i2c.h"
/*******************************************************************************
ADDR--GND
SLAVE ADDRESS 0X90
*******************************************************************************/  /*****************Pointer Register*************/
#define REG_Conversion   0x00
#define REG_config       0x01
#define REG_L_thresh     0x02
#define REG_H_thresh     0x03/*****************Conversion Register**********/
//存放着16位结果/*****************Config Register**********/
#define OS      1       //Operational status or single-shot conversion start
#define MUX     0x04    //[2:0]Input multiplexer configuration
#define PGA     0x01    //Programmable gain amplifier configuration
#define MODE  0x00  //Device operating mode#define DR               0x04//Data rate
#define COMP_MODE   0   // Comparator mode
#define COMP_POL    0       //Comparator polarity
#define COMP_LAT    0   //Latching comparator
#define COMP_QUE    0x3 //Comparator queue and disable#define config_MSB (OS << 7)|(MUX << 4)|(PGA << 1)|(MODE)//0xC2
#define config_LSB (DR << 5)|(COMP_MODE << 4)|(COMP_POL << 3)|(COMP_LAT << 2)|(COMP_QUE)//0x83/*****************Lo_thresh Register**********/
#define Lo_thresh   0x8000  // Low threshold value
#define Hi_thresh 0x7FFF    // High threshold valuevoid ADS1115_Write(u8 Reg , u8 reg_MSB , u8 reg_LSB);
float ADS1115_ReadAD(void);
void ADS115_config(void);
#endif//ads1115.c
#include "ads1115.h"
#include "SysTick.h"void ADS1115_Write(u8 Reg , u8 reg_MSB , u8 reg_LSB)
{   I2C_Start();I2C_SendByte(0x90+0);//0x90地址+0写位while(I2C_WaitAck());I2C_SendByte(Reg);while(I2C_WaitAck());I2C_SendByte(reg_MSB);while(I2C_WaitAck());I2C_SendByte(reg_LSB);while(I2C_WaitAck());I2C_Stop();
}
float ADS1115_ReadAD()
{float ret;uint16_t data;I2C_Start();I2C_SendByte(0x90+0);//0x90地址+0写位while(I2C_WaitAck());I2C_SendByte(REG_Conversion);while(I2C_WaitAck());I2C_Stop();delay_us(5);I2C_Start();I2C_SendByte(0x90+1);//0x90地址+1读位while(I2C_WaitAck());data = I2C_ReadByte(1);data = (data <<    8)&0xff00;//前8位data+= I2C_ReadByte(1);//后8位I2C_Stop();//数值计算取决于PGA配置if(data>0x8000)ret=((float)(0xffff-data)/32768.0)*4.096;elseret=((float)data/32768.0)*4.096;return ret;}void ADS115_config()
{ADS1115_Write(REG_config, config_MSB ,config_LSB);
}

源码讲解

代码中主要有void ADS115_config()与float ADS1115_ReadAD()两个函数
其中ADS115_config()配置函数的功能是对Config register寄存器进行配置，写入的值为0xC2（config_MSB ）0x83（config_LSB）
ADS1115_ReadAD()函数返回的值为转换好的电压值
这两个函数的逻辑完全是按照上方的工作流程来写

资源链接

链接：https://pan.baidu.com/s/1OzdbtXzelk2rutXFWvmooA
提取码：5iqt

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