原标题：模数转换器AD7656与ARM控制器LPC2210的接口设计和实现

一、系统概述

• AD7656：16位6通道同步采样模数转换器（ADC），支持250kSPS最大转换速率，具有并行和串行接口模式。

• LPC2210：基于ARM7TDMI-S内核的32位微控制器，具备高速A/D转换、PWM输出、串行通信等功能，适合实时控制。

• 应用场景：电力系统三相信号处理（如电压、电流采样）、工业控制、数据采集系统等。

二、硬件接口设计

1. 电源与去耦

• AD7656供电：5V数字电源（DVCC）、5V模拟电源（AVCC）、3.3V驱动电源（VDRIVE）。

• 去耦电容：每个电源引脚（DVCC、AVCC、VDRIVE、REFIN/OUT、VSS）并联10μF电解电容和100nF陶瓷电容，靠近芯片引脚放置。

2. 数字接口

• CONVST：LPC2210的PO.22引脚连接AD7656的CONVSTX引脚，启动6通道同步转换。

• RESET：LPC2210的PO.23引脚连接AD7656的RESET引脚，控制复位。

• BUSY：AD7656的BUSY引脚连接LPC2210的EINT1外部中断引脚，转换完成后触发中断。

• 片选与读信号：LPC2210的片选信号（CS1）和读信号（OE）分别连接AD7656的CS和RD引脚，地址范围为0x81000000H～0x81FFFFFFH。

• 数据总线：AD7656的16位数据总线（D0-D15）直接连接LPC2210的16位数据总线。

• 电平匹配：由于LPC2210为3.3V I/O，AD7656为5V I/O，需串联100Ω电阻进行电平匹配。

• 控制信号：

3. 模拟信号输入

• 信号调理：输入模拟信号需经过抗混叠滤波和限幅处理，调整至AD7656的输入范围（±10V或±15V）。

• 输入引脚：AD7656的6个通道（CH1A-CH3C）分别连接三相电压和电流信号。

4. 参考电压

• 内部参考：AD7656内置2.5V参考电压，可通过REFSEL引脚选择内部或外部参考。

• 外部参考：若需更高精度，可外接高精度参考电压源。

三、软件实现

1. 初始化

• 配置LPC2210的GPIO引脚为输出模式（CONVST、RESET）或外部中断模式（BUSY）。

• 设置定时器0用于定时采样，每个周期采样128点（20ms周期，每156.25μs采样一次）。

2. 数据采集流程

• LPC2210将片选信号（CS1）和读信号（OE）置低，从AD7656的16位数据总线读取6路数据。

• 每次读取1路数据，共需读取6次。

• 启动转换：定时器中断触发后，LPC2210将CONVST引脚置低，启动AD7656的6通道同步转换。

• 等待转换完成：AD7656的BUSY引脚变高后，LPC2210进入中断服务程序，等待BUSY变低。

• 读取数据：

• 数据处理：读取完成后，退出中断，进行数据处理（如FFT、功率计算等）。

3. 中断服务程序

• BUSY中断：检测BUSY引脚状态，转换完成后触发中断，通知LPC2210读取数据。

• 定时器中断：控制采样周期，确保每个周期采样128点。

四、关键技术点

1. 并行接口时序

• AD7656的并行接口时序需严格遵循数据手册要求，确保数据读取的正确性。

• CONVST上升沿启动转换，BUSY高电平表示转换进行中，低电平表示转换完成。

2. 电平匹配

• LPC2210与AD7656的I/O电平不匹配，需通过串联电阻或电平转换芯片进行适配。

3. 抗干扰设计

• 数字地和模拟地分开布线，在电源输入端单点连接。

• AD7656芯片下方避免数字信号走线，减少干扰。

4. 多通道同步采样

• 通过绑定CONVSTA/B/C引脚，实现6通道同步采样，确保相位一致性。

五、应用示例

• 三相电能质量监测：同时采集三相电压和电流信号，计算功率、功率因数、谐波等参数。

• 电机控制：实时采样电机电流和电压，实现闭环控制。

• 数据采集系统：用于工业自动化、电力监控等领域。

六、总结

AD7656与LPC2210的接口设计充分利用了AD7656的高精度同步采样能力和LPC2210的实时控制能力，适用于多通道数据采集系统。通过合理的硬件连接和软件设计，可实现高效、稳定的数据采集与处理。