【干货】米尔T153开发板AD7616高速ADC采集系统详解

1. 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

· 验证米尔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

图：米尔基于全志T153核心板及开发板

2. 硬件平台架构

2.1 核心硬件组件

图：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

图：J23 localbus接口定义

图：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

图：Localbus与RGMII2冲突

3. 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：platform\allwinner\industry\localbus\lbc_ad7616_test\lbc_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)

4. 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

图：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。

4.2AD7616模块分析

结合芯片手册《ad7616.pdf》和软件源码 lbc_ad7616_test.c

图：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。

图：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.

图：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。

图：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

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：10 V

码值范围：65536 个码

1 LSB = 10V / 65536 ≈ 0.0001526 V

也就是：

≈ 152.6 µV / LSB

那释放一下它的精度，不在控制输出,把%6.2f改成%f即可。

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。

5. 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。