操纵MCU SPI接口以访问非标准SPI ADC

当前许多精密模数转换器(ADC)具有串行外设接口(SPI)或某种串行接口，用以与包括微控制器单元(MCU)、DSP和FPGA在内的控制器进行通信。控制器写入或读取ADC内部寄存器并读取转换码。SPI的印刷电路板(PCB)布线简单，并且有比并行接口更快的时钟速率，因而越来越受欢迎。而且，使用标准SPI很容易将ADC连接到控制器。

一些新型ADC具有SPI，但有些ADC具有非标准的3线或4线SPI作为从机，因为它们希望实现更快的吞吐速率。例如，AD7616、AD7606和AD7606B系列有两条或四条SDO线，在串行模式下可提供更快的吞吐速率。AD7768、AD7779和AD7134系列有多条SDO线，用作SPI主机。用户在设计微控制器SPI以配置ADC和读取代码时往往会遇到困难。

图1.AD7768用作串行主机，具有两个数据输出引脚(14001-193)。

与ADC的标准MCU SPI连接

SPI是一种同步、全双工、主从式接口。来自主机或从机的数据在时钟上升沿或下降沿同步。主机和从机可以同时传输数据。图2显示了典型的4线MCU SPI接口连接。

要开始SPI通信，控制器必须发送时钟信号，并通过使能信号(通常是低电平有效信号)来选择ADC。SPI是全双工接口，因此控制器和ADC可以分别通过MOSI/DIN和MISO/DOUT线同时输出数据。控制器SPI接口允许用户灵活选择时钟的上升沿或下降沿来采样和/或移位数据。为了在主机和从机之间进行可靠的通信，用户必须遵守微控制器和ADC芯片的数字接口时序规范。

如果微控制器SPI和ADC串行接口具有标准SPI时序模式，那么用户设计PCB布线和开发驱动器固件不成问题。但是，有些新型ADC的串行接口端口不是典型的SPI时序模式。MCU或DSP似乎不可能通过AD7768串行端口(一种非标准时序SPI端口)读取数据，如图4所示。

本文将介绍操纵标准微控制器SPI以便与具有非标准SPI端口的ADC接口的方法。

本文会给出四种通过串行接口读取ADC码的解决方案：

解决方案1：MCU作为SPI从机，通过一条DOUT线与作为SPI主机的ADC接口。

解决方案2：MCU作为SPI从机，通过两条DOUT线与作为SPI主机的ADC接口。

解决方案3：MCU作为SPI从机，通过DMA与作为SPI主机的ADC接口。

解决方案4：MCU作为SPI主机和SPI从机，通过两条DOUT线读取数据。