Angebunden wird er über die SPI-Schnittstelle. Da ich nur einen SPI-Chip verwende, wird das /CS-Signal (Pin 19) nicht verwendet, sondern fest auf low gelegt. So braucht man nur drei Leitungen, MISO (Daten vom Wandler, Pin 21), MOSI (Daten vom Arduino, Pin 22) und SCK (Takt, Pin 1).
SPI ist kein "absoluter" Standard, sondern ein de-facto-Industriestandard, heisst, es gibt verscheidene Ausprägungen. Deshalb muss zunächst festgelegt werden, wie die Daten übertragen werden: Zunächst der SPI-Mode, der festlegt, welche Polarität das Taktsignal hat und welche Flanke zur Signalübernahme dient. Wir nehmen Mode 2, das bedeutet Takt ist aktiv low und die Daten werden bei der fallenden Flanke übernommen. Das wird chipseitig durch die entsprechenden Pins festgelegt (POL, Pin 4 auf high) und Arduino-seitig durch
SPI.setDataMode(SPI_MODE2);
Der AD7714 liefert (und erwartet) die Daten MSB first, das wird mit
SPI.setBitOrder(MSBFIRST);
definiert. Bleibt noch die Taktrate, wir haben es nicht allzu eilig und nehmen
SPI.setClockDivider(32);
das müssten 500kHz sein.
Der Zugriff auf die internen Register erfordert zunächst die Auswahl des zu schreibenden oder zu lesenden Registers. Dies geschieht durch Schreiben des Communication Registers. Dieses legt in den unteren drei Bits den Kanal des Wandlers fest. Wir verwenden nur einen Kanal, den aber differentiell an AIN1 und AIN2, dieser hat den Code 100 (also 4 dezimal). Das nächste Bit definiert, ob gelesen oder geschrieben wird, 1 bedeutet Lesen (also 8 dezimal). Die nächsten drei Bits geben das Register an, auf das als nächstes zugegriffen werden soll.
| Code | dezimal | Register |
|---|---|---|
| 000 | 0 | Communications Register |
| 001 | 16 | Mode Register |
| 010 | 32 | Filter High Register |
| 011 | 48 | Filter Low Register |
| 100 | 64 | Test Register |
| 101 | 80 | Data Register |
Die Codes 110 und 111 sind die Calibration Registers und im Moment uninteressant.
Das oberste Bit des Communication Registers ist das /DRDY muss beim Schreiben immer 0 sein, beim Lesen liefert es den Wert des /DRDY-Pins (low, wenn Daten gelesen werden können).
Zur Initialisierung des AD7714 wird zunächst das Filter konfiguriert, das durch Schreiben von 4 (Kanal AN1+AN2, Schreibzugriff) + 32 (Filter High Register) = 36 (0x24) ausgewählt wird.
Im Filter-Register werden im oberen Byte einige Parameter konfiguriert, hier unipolare Operation, 24 Bit Auflösung der zu lesenden Daten, Current Boost (da wir mit hoher Verstärkung und hohem Takt arbeiten) und ohne Clock Disable. Dies ergibt 1110 für die oberen 4 Bit. Die unteren 4 Bit sind die höherwertigen Bits des Filter-Teilers. Die niedrigste Filterfrequenz ergibt sich mit dem Teiler 4000 (0xfa0), nämlich fCLOCK/128/4000 = 4,8 Hz. Da die Zeitkonstante des zu messenden Temperatursignals sicher länger ist, ist die Genauigkeit umso besser, je niedriger die Filterfrequenz.
Also zunächst das Filter High-Register auswählen (0x24), dann die Werte schreiben (0x4f), dann das Filter-Low-Register auswählen (0x34) und das untere Byte (0xa0) schreiben.
Als nächstes muss das Mode-Register konfiguriert werden, dazu zunächst Mode-Register für einen Schreibzugriff auswählen 0x14 (20)
