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[学习资料] 以ADC芯片SGM51242向大家展示驱动代码的设计理念

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2015|31
 楼主| dffzh 发表于 2025-5-23 11:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
芯片驱动代码, 源文件, 头文件, 复用率, ADC芯片, 设计
本帖最后由 dffzh 于 2025-5-26 08:57 编辑

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@21小跑堂

做嵌入式软件开发时，我们会经常编写包括ADC芯片和DAC芯片等在内的驱动代码；那怎么样编写驱动代码才能提高程序调试效率，以及提高驱动代码后续的可维护性和复用率呢？
今天作者就通过ADC芯片SGM51242向大家展示驱动代码的设计思路和方法，用到的C语言知识点主要包括宏定义、宏函数、枚举类型和位运算符，希望对大家以后设计和编写驱动代码有所帮助。
通用的芯片驱动代码一般包括一个源文件和一个头文件，源文件主要是函数定义，涉及芯片初始化配置、读芯片寄存器（读数据）、写芯片寄存器（写数据）和软复位寄存器等常用操作，头文件主要是宏定义，枚举定义，变量声明和函数声明等。
先附上驱动代码的头文件：
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  1. #ifndef __SGM51242_H__
    

  2. #define __SGM51242_H__
    


  3. 

  4. #include "at32f403a_407.h"
    

  5. #include "bsp_spi_bus.h"
    


  6. 

  7. #define SGM51242_GPIO                   GPIOA
    

  8. #define SGM51242_CS_GPIO           GPIOA   //ADC nSYNC pin
    

  9. #define SGM51242_CLK_GPIO                   GPIOB
    

  10. #define SGM51242_MOSI_GPIO                   GPIOB
    

  11. #define SGM51242_MISO_GPIO                   GPIOB
    


  12. 

  13. #define SGM51242_CS_PIN     GPIO_PINS_15
    

  14. #define SGM51242_CLK_PIN     GPIO_PINS_3
    

  15. #define SGM51242_MOSI_PIN     GPIO_PINS_5
    

  16. #define SGM51242_MISO_PIN     GPIO_PINS_4
    


  17. 

  18. #define  SGM51242_CS_HIGH()    gpio_bits_write(SGM51242_CS_GPIO, SGM51242_CS_PIN, TRUE)
    

  19. #define  SGM51242_CS_LOW()     gpio_bits_write(SGM51242_CS_GPIO, SGM51242_CS_PIN, FALSE)
    


  20. 

  21. #define  SGM51242_CLK_HIGH()    gpio_bits_write(SGM51242_CLK_GPIO, SGM51242_CLK_PIN, TRUE)
    

  22. #define  SGM51242_CLK_LOW()     gpio_bits_write(SGM51242_CLK_GPIO, SGM51242_CLK_PIN, FALSE)
    


  23. 

  24. #define  SGM51242_MOSI_HIGH()    gpio_bits_write(SGM51242_MOSI_GPIO, SGM51242_MOSI_PIN, TRUE)
    

  25. #define  SGM51242_MOSI_LOW()     gpio_bits_write(SGM51242_MOSI_GPIO, SGM51242_MOSI_PIN, FALSE)
    


  26. 

  27. #define  SGM51242_READ_MISO()   gpio_input_data_bit_read(SGM51242_MISO_GPIO,SGM51242_MISO_PIN)
    


  28. 

  29. //ADC register address define
    

  30. typedef enum {
    

  31.   NOP_REG = 0x00,  //0000
    

  32.         SEQUENCE_REG  = 0x02,  //0010
    

  33.         CONTROL_REG  = 0x03,  //0011
    

  34.         PIN_CONFIG_REG  = 0x04,  //0100
    

  35.         PULLDOWN_CONFIG_REG   = 0x06,  //0110
    

  36.         READBACK_MODE_REG   = 0x07,  //0111
    

  37.         POWERDOWN_AND_REFCTRL_REG   = 0x0B,  //1011
    

  38.         SOFTWARE_RESET_REG   = 0x0F,  //1111
    

  39. }sgm51242_reg_addr_e;
    


  40. 

  41. //control register
    

  42. #define SGM51242_CTRL_REG_BUFFER(x)                (((x) & 0x0001) << 9)
    

  43. typedef enum {
    

  44.         BUFFER_CONFIG_DISABLE = 0, //default
    

  45.         BUFFER_CONFIG_ENABLE = 1,
    

  46. }sgm51242_control_reg_auxiliary_buffer_config_e;
    


  47. 

  48. #define SGM51242_CTRL_REG_LOCK(x)                (((x) & 0x0001) << 7)
    

  49. typedef enum {
    

  50.         LOCK_CONFIG_DISABLE = 0, //default
    

  51.         LOCK_CONFIG_ENABLE = 1,
    

  52. }sgm51242_control_reg_lock_config_e;
    


  53. 

  54. #define SGM51242_CTRL_REG_RANGE(x)                (((x) & 0x0001) << 5)
    

  55. typedef enum {
    

  56.         INPUT_RANGE_0_VREF = 0, //default
    

  57.         INPUT_RANGE_0_2VREF = 1,
    

  58. }sgm51242_control_reg_input_range_config_e;
    


  59. 

  60. //pin configuration register
    

  61. #define SGM51242_PIN_REG_INPUT_MODE        0x03 //IN0 and IN1 as ADC input
    


  62. 

  63. //sequence register
    

  64. #define SGM51242_SEQUENCE_REG_VDD_MONITOR(x)                (((x) & 0x0001) << 10)
    

  65. typedef enum {
    

  66.         VDD_MONITOR_DISABLE = 0, //default
    

  67.         VDD_MONITOR_ENABLE = 1,
    

  68. }sgm51242_sequence_reg_vdd_monitor_e;
    


  69. 

  70. #define SGM51242_SEQUENCE_REG_REP(x)                (((x) & 0x0001) << 9)
    

  71. typedef enum {
    

  72.         REPETITION_DISABLE = 0, //default
    

  73.         REPETITION_ENABLE = 1,
    

  74. }sgm51242_sequence_reg_repetition_e;
    


  75. 

  76. #define SGM51242_SEQUENCE_REG_TEMP(x)                (((x) & 0x0001) << 8)
    

  77. typedef enum {
    

  78.         TEMP_DISABLE = 0, //default
    

  79.         TEMP_ENABLE = 1,
    

  80. }sgm51242_sequence_reg_temp_e;
    


  81. 

  82. #define SGM51242_SEQUENCE_REG_CONVERSION        0x03 //IN0 and IN1 in conversion sequence
    


  83. 

  84. //power-down and reference control register
    

  85. #define SGM51242_POWERDOWN_AND_REFCTRL_REG_PD_ALL(x)                (((x) & 0x0001) << 10)
    

  86. typedef enum {
    

  87.         PD_ALL_D9_BIT = 0, //default
    

  88.         PD_ALL_POWERDOWN = 1,
    

  89. }sgm51242_pd_and_ref_reg_pd_all_e;
    


  90. 

  91. #define SGM51242_POWERDOWN_AND_REFCTRL_REG_EN_REF(x)                (((x) & 0x0001) << 9)
    

  92. typedef enum {
    

  93.         EN_REF_DISABLE = 0, //default
    

  94.         EN_REF_ENABLE = 1,
    

  95. }sgm51242_pd_and_ref_reg_en_ref_e;
    


  96. 

  97. //software reset register
    

  98. #define SGM51242_SOFTWARE_RESET_VALUE (0x7DAC)
    


  99. 

  100. //readback mode register
    

  101. #define SGM51242_READBACK_MODE_REG_EN(x)                (((x) & 0x0001) << 6)
    

  102. typedef enum {
    

  103.         READBACK_DISABLE = 0, //default
    

  104.         READBACK_ENABLE = 1,
    

  105. }sgm51242_readback_mode_reg_en_e;
    


  106. 

  107. #define SGM51242_READBACK_REG_VALUE (0x3840)
    


  108. 

  109. //pull-down configuration register
    

  110. #define SGM51242_PULLDOWN_REG_PD_CONFIG(x)                (x)
    

  111. typedef enum {
    

  112.         PULLDOWN_85K_DISABLE = 0x00, //default
    

  113.         PULLDOWN_85K_ENABLE = 0xFF,
    

  114. }sgm51242_pulldown_reg_pd_en_e;
    


  115. 

  116. //ADC channel address
    

  117. typedef enum {
    

  118.         ADC_CHANNEL_ADDR_0 = 0x00,
    

  119.         ADC_CHANNEL_ADDR_1 = 0x01,
    

  120. }sgm51242_adc_chnnel_addr_e;
    


  121. 

  122. extern void sgm51242_delay_us(uint16_t delay_us);
    

  123. extern void sgm51242_init(void);
    

  124. extern void sgm51242_write_register(uint16_t addr, uint16_t value);
    

  125. extern uint16_t sgm51242_read_register(uint16_t addr);
    

  126. extern uint16_t sgm51242_read_adc_data(void);
    

  127. extern void sgm51242_software_reset(void);
    

  128. extern void sgm51242_spi_test(void);
    

  129. extern uint16_t sgm51242_rw_data(uint16_t data);
    

  130. extern void sgm51242_sequence_reg_config(void);
    


  131. 


  132. 

  133. #endif /* __SGM51242_H__ */

再附上驱动代码的源文件：
复制
  1. #include "sgm51242.h"
    


  2. 

  3. //uint16_t write_data = 0;
    

  4. uint16_t read_data = 0;
    

  5. //uint16_t send_data = 0;
    


  6. 

  7. void sgm51242_delay_us(uint16_t delay_us)
    

  8. {
    

  9.         uint16_t i;
    


  10. 

  11.         for(i = 0; i < delay_us; i++)
    

  12.         {
    

  13.                 ;
    

  14.         }
    

  15. }
    


  16. 

  17. uint8_t sgm51242_write(uint16_t value)
    

  18. {
    

  19.     uint8_t i;
    


  20. 

  21.         for(i = 0; i < 16; i++)
    

  22.         {
    

  23.             SGM51242_CLK_HIGH();
    

  24.                 if (value & 0x8000)
    

  25.                 {
    

  26.                         SGM51242_MOSI_HIGH();
    

  27.                 }
    

  28.                 else
    

  29.                 {
    

  30.                         SGM51242_MOSI_LOW();
    

  31.                 }
    

  32.                 sgm51242_delay_us(2);
    

  33.                 value <<= 1;        
    

  34.                 SGM51242_CLK_LOW();
    

  35.                 sgm51242_delay_us(2);
    

  36.         }
    

  37.         //sgm51242_delay_us(2);
    

  38.     return 0;
    

  39. }
    


  40. 

  41. uint16_t sgm51242_read(void)
    

  42. {
    

  43.         uint16_t read_data = 0;
    

  44.         uint8_t i;
    


  45. 

  46.         for(i = 0; i<16; i++)
    

  47.         {
    

  48.                 SGM51242_CLK_LOW();
    

  49.                 sgm51242_delay_us(2);
    

  50.                 SGM51242_CLK_HIGH();
    

  51.                 read_data = read_data << 1;
    

  52.                 if(SGM51242_READ_MISO())
    

  53.                 {
    

  54.                         read_data |= 0x0001;
    

  55.                 }
    

  56.                 else
    

  57.                 {
    

  58.                         read_data &= ~0x0001;
    

  59.                 }
    

  60.                 sgm51242_delay_us(2);
    

  61.         }
    

  62.         return read_data;
    

  63. }
    


  64. 


  65. 

  66. /*sgm51242 init config*/
    

  67. void sgm51242_init(void)
    

  68. {
    

  69.         uint16_t write_data = 0;
    

  70.         
    

  71.         SGM51242_CS_HIGH();
    


  72. 

  73.         //config readback register
    

  74.         write_data = SGM51242_READBACK_MODE_REG_EN(READBACK_ENABLE);
    

  75.         sgm51242_write_register(READBACK_MODE_REG, write_data);
    


  76. 

  77. #if 1
    

  78.         //config sequence register
    

  79.         write_data = SGM51242_SEQUENCE_REG_VDD_MONITOR(VDD_MONITOR_DISABLE) \
    

  80.                      | SGM51242_SEQUENCE_REG_REP(REPETITION_ENABLE) \
    

  81.                      | SGM51242_SEQUENCE_REG_TEMP(TEMP_DISABLE) \
    

  82.                      | SGM51242_SEQUENCE_REG_CONVERSION;
    

  83.         sgm51242_write_register(SEQUENCE_REG, write_data);
    

  84. #endif
    


  85. 

  86.         //config control register
    

  87.         write_data = SGM51242_CTRL_REG_BUFFER(BUFFER_CONFIG_DISABLE)\
    

  88.                      | SGM51242_CTRL_REG_LOCK(LOCK_CONFIG_DISABLE)\
    

  89.                      | SGM51242_CTRL_REG_RANGE(INPUT_RANGE_0_VREF);
    

  90.         sgm51242_write_register(CONTROL_REG, write_data);
    

  91.         
    

  92.         //config pin configuration register
    

  93.         write_data = SGM51242_PIN_REG_INPUT_MODE;
    

  94.         sgm51242_write_register(PIN_CONFIG_REG, write_data);
    

  95.         
    

  96.         //config power-down and reference control register
    

  97.         write_data = SGM51242_POWERDOWN_AND_REFCTRL_REG_PD_ALL(PD_ALL_D9_BIT)\
    

  98.                      | SGM51242_POWERDOWN_AND_REFCTRL_REG_EN_REF(EN_REF_DISABLE);
    

  99.         sgm51242_write_register(POWERDOWN_AND_REFCTRL_REG, write_data);
    

  100.         
    

  101.         //config pull-down configuration register
    

  102.         write_data = SGM51242_PULLDOWN_REG_PD_CONFIG(PULLDOWN_85K_DISABLE);
    

  103.         sgm51242_write_register(PULLDOWN_CONFIG_REG, write_data);
    


  104. 

  105.         SGM51242_CS_HIGH();
    

  106. }
    


  107. 

  108. /**/
    

  109. /**/
    

  110. uint16_t sgm51242_rw_data(uint16_t data)
    

  111. {
    

  112.     uint16_t read_data = 0;
    


  113. 

  114.     while(spi_i2s_flag_get(ADC_SPI_TYPE, SPI_I2S_TDBE_FLAG) == RESET);
    

  115.         spi_i2s_data_transmit(ADC_SPI_TYPE, data);
    


  116. 

  117.         while(spi_i2s_flag_get(ADC_SPI_TYPE, SPI_I2S_RDBF_FLAG) == RESET);
    

  118.         read_data = spi_i2s_data_receive(ADC_SPI_TYPE);
    

  119.         return read_data;
    

  120. }
    


  121. 

  122. void sgm51242_send_data(uint16_t write_data)
    

  123. {
    

  124.     while(spi_i2s_flag_get(ADC_SPI_TYPE, SPI_I2S_TDBE_FLAG) == RESET);
    

  125.         spi_i2s_data_transmit(ADC_SPI_TYPE, write_data);
    

  126. }
    


  127. 

  128. uint16_t sgm51242_read_data(void)
    

  129. {
    

  130.     uint16_t read_data = 0;
    


  131. 

  132.     while(spi_i2s_flag_get(ADC_SPI_TYPE, SPI_I2S_RDBF_FLAG) == RESET);
    

  133.         read_data = spi_i2s_data_receive(ADC_SPI_TYPE);
    

  134.         return read_data;
    

  135. }
    


  136. 


  137. 

  138. /*write data to sgm51242 register*/
    

  139. void sgm51242_write_register(uint16_t addr, uint16_t value)
    

  140. {
    

  141.         uint16_t data_in = 0x0000;
    

  142.         
    

  143.         data_in = addr;
    

  144.         data_in = (data_in << 11) | (value & 0x07FF);
    

  145.         SGM51242_CS_LOW();
    

  146.         sgm51242_rw_data(data_in);
    

  147.         //sgm51242_write(data_in);
    

  148.         SGM51242_CS_HIGH();
    

  149. }
    


  150. 

  151. /*read data from sgm51242 register*/
    

  152. uint16_t sgm51242_read_register(uint16_t addr)
    

  153. {
    

  154.         uint16_t data_in = 0x0000;
    

  155.         uint16_t data_out = 0x0000;
    

  156.         
    

  157.         data_in = addr;
    

  158.         data_in = (data_in << 2) | SGM51242_READBACK_REG_VALUE; //first, write data to readback register
    

  159.         SGM51242_CS_LOW();
    

  160.         sgm51242_rw_data(data_in);
    

  161.         SGM51242_CS_HIGH();
    

  162.         sgm51242_delay_us(1);
    

  163.         
    

  164.         SGM51242_CS_LOW();
    

  165.         data_in = 0x0000;
    

  166.         data_out = sgm51242_rw_data(data_in); //second, read register data from config addr
    

  167.         SGM51242_CS_HIGH();
    

  168.         
    

  169.         return data_out;
    

  170. }
    


  171. 

  172. /*read adc conversion data from adc data register*/
    

  173. uint16_t sgm51242_read_adc_data(void)
    

  174. {
    

  175.         uint16_t data_out = 0x0000;
    


  176. 

  177.         SGM51242_CS_LOW();
    

  178.         sgm51242_delay_us(60);
    

  179.         data_out = sgm51242_rw_data(0x0000);
    

  180.         //data_out = sgm51242_read();
    

  181.         SGM51242_CS_HIGH();
    

  182.         sgm51242_delay_us(6);
    

  183.         
    

  184.         return data_out;
    

  185. }
    


  186. 

  187. /*config sequence register*/
    

  188. void sgm51242_sequence_reg_config(void)
    

  189. {
    

  190.         uint16_t write_data = 0;
    


  191. 

  192.         //config sequence register
    

  193.         write_data = SGM51242_SEQUENCE_REG_VDD_MONITOR(VDD_MONITOR_DISABLE) \
    

  194.                      | SGM51242_SEQUENCE_REG_REP(REPETITION_ENABLE) \
    

  195.                      | SGM51242_SEQUENCE_REG_TEMP(TEMP_DISABLE) \
    

  196.                      | SGM51242_SEQUENCE_REG_CONVERSION;
    

  197.         sgm51242_write_register(SEQUENCE_REG, write_data);
    

  198. }
    


  199. 

  200. /*reset sgm51242*/
    

  201. void sgm51242_software_reset(void)
    

  202. {
    

  203.         sgm51242_write_register(SOFTWARE_RESET_REG, SGM51242_SOFTWARE_RESET_VALUE);
    

  204.         sgm51242_delay_us(1000); //need delay?
    

  205. }
    


  206. 


  207. 

  208. /*sgm51242 spi test*/
    

  209. void sgm51242_spi_test(void)
    

  210. {
    

  211.         //uint16_t vdd_flag = 0;
    

  212.         
    

  213.         //read sequence register
    

  214.         //read_data = sgm51242_read_register(SEQUENCE_REG);
    


  215. 

  216.         //read_data = sgm51242_read_adc_data();
    

  217.         //if((read_data>>12)==1)
    

  218.         //{
    

  219.         //    vdd_flag = 1;
    

  220.         //}
    

  221. }


以上向大家展示了一款ADC芯片的驱动代码设计，虽然有些函数由于宏函数和宏定义比较多而看上去比较繁琐复杂，但是其可维护性和可读性却大大提升，希望对大家有一些帮助；你有更好的idea也欢迎来贴分享！毕竟山外有山，人外有人嘛。

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dffzh
@21小跑堂 ：好的呢。  发表于 2025-6-12 14:00
21小跑堂
感谢大佬分享~本文未达原创门槛不予审核  发表于 2025-6-12 13:54

相关帖子
gaoyang9992006 发表于 2025-5-24 19:50 | 显示全部楼层
就不会把代码放到代码框里发吗
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zjsx8192 发表于 2025-5-26 08:07 | 显示全部楼层
排版要搞好点
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daichaodai 发表于 2025-5-26 08:10 来自手机 | 显示全部楼层
直接粘贴代码很不方便阅读
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Chad1989 发表于 2025-5-26 08:39 | 显示全部楼层
驱动部分的代码是楼主自己写的还是圣邦微提供的？我们用的官方代码和你这个差异还是蛮大的
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 楼主| dffzh 发表于 2025-5-26 08:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 dffzh 于 2025-5-26 08:59 编辑
Chad1989 发表于 2025-5-26 08:39
驱动部分的代码是楼主自己写的还是圣邦微提供的？我们用的官方代码和你这个差异还是蛮大的 ...

SGM提供了简单demo程序，主要差异体现在哪里呢？我这个是把硬件SPI和软件SPI接口都放在驱动代码里供选择了。
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 楼主| dffzh 发表于 2025-5-26 08:57 | 显示全部楼层
gaoyang9992006 发表于 2025-5-24 19:50
就不会把代码放到代码框里发吗

感谢提醒，已修改
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 楼主| dffzh 发表于 2025-5-26 08:58 | 显示全部楼层
zjsx8192 发表于 2025-5-26 08:07
排版要搞好点

好的，已修改
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 楼主| dffzh 发表于 2025-5-26 08:58 | 显示全部楼层
daichaodai 发表于 2025-5-26 08:10
直接粘贴代码很不方便阅读

确实，考虑不周，已修改
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gaoyang9992006 发表于 2025-5-26 10:08 | 显示全部楼层
这样看着好看多了，代码也可以看下去了
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 楼主| dffzh 发表于 2025-5-26 10:22 | 显示全部楼层
gaoyang9992006 发表于 2025-5-26 10:08
这样看着好看多了，代码也可以看下去了
是的，可读性好多了；因为第一次上传源代码，所以AI了一下，找到了代码框位置，以后有经验了
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逆鳞风暴 发表于 2025-6-13 10:02 | 显示全部楼层
感谢分享！通过宏定义和枚举类型来管理寄存器地址和配置，确实提高了代码的可读性和可维护性。
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暗夜幽灵骑士 发表于 2025-6-13 10:18 | 显示全部楼层
感谢分享！代码结构清晰，宏定义和枚举类型的使用提高了代码的可读性，学习了。
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dffzh
一起学习+进步。  发表于 2025-6-17 08:44
穷得掉渣大侠 发表于 2025-6-13 10:28 | 显示全部楼层
感谢分享，SGM51242的驱动代码设计思路非常清晰，特别是宏定义和枚举类型的使用，大大提升了代码的可读性和可维护性。
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dffzh
一起学习+进步。  发表于 2025-6-17 08:44
不想起床喵星人 发表于 2025-6-15 08:15 | 显示全部楼层
感谢分享，这个驱动代码的架构很清晰，特别是宏定义和枚举类型的使用，使得代码更加易于理解和维护。
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dffzh
一起学习+进步。  发表于 2025-6-17 08:44
破晓战神 发表于 2025-6-15 08:46 | 显示全部楼层
感谢分享，SGM51242的驱动代码设计思路清晰，特别是宏定义和枚举类型的使用，大大提升了代码的可读性。
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dffzh
一起学习+进步。  发表于 2025-6-17 08:44
旧时光放映机 发表于 2025-6-15 21:08 | 显示全部楼层
感谢分享，这些宏定义和枚举类型确实让代码更加模块化，易于理解和维护。
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dffzh
一起学习+进步。  发表于 2025-6-17 08:42
 楼主| dffzh 发表于 2025-6-17 08:43 | 显示全部楼层
逆鳞风暴 发表于 2025-6-13 10:02
感谢分享！通过宏定义和枚举类型来管理寄存器地址和配置，确实提高了代码的可读性和可维护性。
...

一起学习+进步。
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暖茶轻语 发表于 2025-6-17 11:06 | 显示全部楼层
感谢分享，SGM51242的驱动代码设计思路非常清晰，特别是宏定义和枚举类型的使用，极大地提高了代码的可读性和可维护性。
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复古留声机 发表于 2025-6-17 20:46 | 显示全部楼层
非常详细的驱动代码示例，学习了！特别是宏定义和枚举类型的使用，使得代码更加模块化和易于管理。
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