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【干货】米尔T153开发板AD7616高速ADC采集系统详解

2026-02-11

439

来源：米尔电子


PART 01


项目概述

1.1 技术背景
米尔MYD-YT153开发板搭载全志T153处理器，提供LocalBus（LBC）并行总线接口，适合连接高速外设。AD7616是ADI公司推出的16位高精度并行ADC，具有16通道差分输入，广泛应用于工业数据采集、仪器仪表等领域。
1.2 项目目标

  • 验证MYD-YT153 LocalBus与AD7616的硬件兼容性
  • 提供完整的软件驱动实现方案
  • 评估系统在实际应用中的性能表现


PART 02


硬件平台架构

2.1 核心硬件组件
MYD-YT153开发板和localbus接口
2.2 硬件连接要点

  • 引脚一一对应：AD7616模块通过J23接口直连开发板
  • 电源连接：需外接5V电源至模块供电引脚
  • 信号完整性：并行总线长度应尽量短，避免信号衰减


    J23 localbus接口定义
    MYD-YT153接入AD7616模块
    2.3 引脚冲突注意
    T153处理器的LocalBus与RGMII2网络接口存在引脚复用冲突：

    • 必须选择编译支持LocalBus的镜像（LVDS或DSI显示配置）
    • 同一时间只能使用一种功能


    Localbus与RGMII2冲突

    PART 03


    软件环境配置

    3.1 镜像选择
    根据存储介质选择相应镜像：
    注：所有镜像均支持LocalBus功能。
    3.2 驱动架构
    // 驱动层次
    应用层：platformallwinnerindustrylocalbuslbc_ad7616_testlbc_ad7616_test.c （用户空间测试程序）
    驱动层：bsp/drivers/lbc/sunxi_lbc_v2_drv.c（内核驱动）
    硬件层：LocalBus控制器（T153内置）

    PART 04


    AD7616工作模式解析

    4.1 测试代码是否能正常工作
    直接运行代码，看下是什么现象：
    Lbc_ad7616_test程序运行结果
    可以看到一共分三部分：
    模式设置，设置了SEL[0-2]以及CS0片选，做了寄存器映射。
    寄存器设置，针对0x02,0x04…0x27先写后度。
    获取结果，读取每路通路结果，小数点后两位。
    4.2 AD7616模块分析
    结合芯片手册《ad7616.pdf》和软件源码lbc_ad7616_test.c
    程序运行流程图
    init_gpio设置了GPIO_CH_SEL0，GPIO_CH_SEL1，GPIO_CH_SEL2都为0，结合手册可以看到这是通路选择管脚，当软件模式时需要设置为0x000。
    CHSEL寄存器
    AD7616_Set_Range(Range_0_V)里面设置RANGE_SEL0和RANGE_SEL1 为0，结合手册，发现时设置的软件模式。
    RNGSEL模式寄存器
    map_shared_reg_region 和map_chip_region 都是为了读写寄存器做内存映射。
    run_ad7616_test 测试代码关键，它一共分两部分，初始化寄存器和读数据。
    adc写寄存器和获取结果流程

    通过查询寄存器可以得到如下信息：

    adc_cmd_write_readback(ctx,i,0x2,0x60);


    同样方式，进行总结：
    总结一下就是设置burst模式和启用Sequencer模式，±5V量程。
    好了，接着看测试逻辑发送一次CMD_SET_CONVST_IO 后，开始读取每个通道的值：
    这个逻辑就比较清晰了，16个通道轮询方式读取，然后判断最高位是否是1还是0做区别，最后做一个5V量程转换后输出小数点后2位。
    结合上面寄存器分析，量程处理代码比较随意，应该要把2.5V，5V，10V 用宏控制，并和量产转换形成对于关系。
    那么它的实际精度是多少，作为一个16bitADC，理论精度是−32768~+32767，
    当sample_range=5(±5V)时：
    满量程：10V
    码值范围：65536个码
    1 LSB=10V/65536≈0.0001526V
    也就是：
    ≈152.6µV/LSB
    那释放一下它的精度，不再控制输出，把%6.2f改成%f即可。
    printf("tsa: %p ch: %2d, data:0x%04x, voltage: %fn", tsa, ch, data[ch], voltage_data);


    接下来就涉及另一个问题，采样率到底是多少，其实就统计一下每秒这个读取测试次数就知晓。
    最后统计出来每秒15帧，那肯定不是真实水平，清空所有打印再试试：
    此时可以看到每秒有接近9000次，由于每次采样通道16，9000x16=144,000 samples/second，相当于单通道144kSPS水平。

    PART 05


    总结

    通过本次测试，得出以下结论：

    1. 精度验证：AD7616在±5V量程下实际分辨率达到152.6 µV，满足16位ADC标称性能。
    2. 速率验证：系统实际采样率达到144 kSPS（单通道等效），虽未达到理论极限250 kSPS，但已满足大多数应用需求。
    3. 优化效果：通过减少软件开销，性能提升显著，证明系统瓶颈主要在软件层面。
    4. 实用价值：MYD-YT153 + AD7616组合为嵌入式高速数据采集提供了经济高效的解决方案，适合工业自动化、测试测量等应用。
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