Kann ich die MCU verwenden, um auf eine nicht standardmäßige SPI-Schnittstelle zuzugreifen?

Viele aktuelle Präzisions-Analog-Digital-Wandler (ADCs) verfügen über eine serielle Peripherieschnittstelle (SPI) oder eine Art serielle Schnittstelle zur Kommunikation mit Controllern, einschließlich Mikrocontroller-Einheiten (MCUs), DSPs und FPGAs. Der Controller schreibt oder liest die internen ADC-Register und liest den Konvertierungscode. SPI erfreut sich aufgrund seines einfachen Leiterplattenlayouts (PCB) und seiner schnelleren Taktrate als parallele Schnittstellen immer größerer Beliebtheit. Darüber hinaus ist es einfach, den ADC über Standard-SPI an den Controller anzuschließen.

Einige neuere ADCs verfügen über SPI, einige verfügen jedoch über nicht standardmäßige 3-Draht- oder 4-Draht-SPI als Slaves, weil sie schnellere Durchsatzraten erreichen möchten. Beispielsweise verfügen die AD7616-, AD7606- und AD7606B-Familien über zwei oder vier SDO-Leitungen, die schnellere Durchsatzraten im seriellen Modus ermöglichen. Die Serien AD7768, AD7779 und AD7134 verfügen über mehrere SDO-Leitungen und werden als SPI-Master eingesetzt. Beim Entwerfen des Mikrocontroller-SPI zum Konfigurieren des ADC und zum Lesen des Codes stoßen Benutzer häufig auf Schwierigkeiten.

Abbildung 1. Der AD7768 wird als serieller Master mit zwei Datenausgangspins (14001-193) verwendet.

Standard-MCU-SPI-Verbindung zum ADC

SPI ist eine synchrone Vollduplex-Master-Slave-Schnittstelle. Daten vom Master oder Slave werden mit der steigenden oder fallenden Flanke der Uhr synchronisiert. Master und Slave können gleichzeitig Daten übertragen. Abbildung 2 zeigt eine typische 4-Draht-MCU-SPI-Schnittstellenverbindung.