【记录】esp32 s3 devkitc 1开发板micropython固件使用ad7705 16bit模数转换器_spi arduino 7705

网上看到很多关于AD7705的驱动，大部分都是stm32开发板，C语言的。但是没有关于esp32 micropython固件下的驱动。于是参考网上的资料写了如下驱动。

由于我不是相关专业的人，所以以下内容可能会出现不规范或者错误的地方，恭请斧正。

参考文章放在后面

模块的模样

首先放一个简易的代码，以下代码需要自己根据开发板自己定义好引脚

from machine import Pin, SPI
import utime
 
#定义引脚，这是我使用的引脚，根据自己情况改。esp32的开发板改数字就行
#另外我用的是软件SPI，硬件SPI不知怎的有点问题，就不放代码了，虽然我用了一些硬件spi的引脚
CS_PIN = Pin(39, Pin.OUT)
RESET_PIN = Pin(45, Pin.OUT)
DIN_PIN = Pin(11, Pin.OUT)
SCK_PIN = Pin(12, Pin.OUT)
DOUT_PIN = Pin(13, Pin.IN)
DRDY_PIN = Pin(42, Pin.IN)
 
#软件SPI，开发板发送命令给模块
def spi_send(data):
    for i in range(7, -1, -1):
        DIN_PIN.value((data & (1 << i)) != 0)
        SCK_PIN.value(0)
        utime.sleep_us(1)
        SCK_PIN.value(1)
        utime.sleep_us(1)
 
#开发板接收数据
def spi_receive():
    data = 0
    for i in range(7, -1, -1):
        SCK_PIN.value(0)
        utime.sleep_us(1)
        if DOUT_PIN.value():
            data |= (1 << i)
        SCK_PIN.value(1)
        utime.sleep_us(1)
    return data
 
#片选cs为0，spi通信开始，调用发送方法，cs为1，关闭通信
def tm7705_send_byte(data):
    CS_PIN.value(0)
    spi_send(data)
    CS_PIN.value(1)
 
#cs=0，调spi接收，cs=1
def tm7705_receive_byte():
    CS_PIN.value(0)
    result = spi_receive()
    CS_PIN.value(1)
    return result
 
#初始化时同步SPI接口时序，文档中提到过，输入32个1
def tm7705_sync_spi():
    CS_PIN.value(1)
    for _ in range(4):
        tm7705_send_byte(0xFF)
 
#硬件复位方法
def tm7705_reset_hard():
    RESET_PIN.value(1)
    utime.sleep_ms(1)
    RESET_PIN.value(0)
    utime.sleep_ms(2)
    RESET_PIN.value(1)
    utime.sleep_ms(1)
 
#等待drdy状态
def tm7705_wait_drdy():
    for _ in range(8000):
        if not DRDY_PIN.value():
            break
 
#集合了初始化的所有动作
def tm7705_init():
    tm7705_reset_hard()
    utime.sleep_ms(5)
    tm7705_sync_spi()
    utime.sleep_ms(5)
    tm7705_send_byte(0x20)  #写通信寄存器
    tm7705_send_byte(0x0C)  #设置时钟及频率之类
    tm7705_calib_self(1)
    utime.sleep_ms(5)
 
#两种通道以及工作方式
def tm7705_calib_self(channel):
    if channel == 1:
        tm7705_send_byte(0x10 | 0x00)  # 在通信寄存器写“我要写设置寄存器，通道1”
        tm7705_send_byte(0x40)         # 写设置寄存器
    elif channel == 2:
        tm7705_send_byte(0x10 | 0x01)  # 在通信寄存器写“我要写设置寄存器，通道2”
        tm7705_send_byte(0x40)         # 写设置寄存器
    tm7705_wait_drdy()
 
#读取某个通道的结果
def tm7705_read_adc(channel):
    tm7705_wait_drdy()
    if channel == 1:
        tm7705_send_byte(0x38)  # 通道1
    elif channel == 2:
        tm7705_send_byte(0x39)  # 通道2
    return (tm7705_receive_byte() << 8) + tm7705_receive_byte()
 
#以下为示例，也是正常应该走的流程，最后输出结果，呃，自己改
tm7705_init()                              #初始化所需动作集合
adc_value = tm7705_read_adc(1)             #读通道1的值
adc_ev    = (adc_value-33000) * 3.3/14000  #我自己写的0-3.3范围的结果（不严谨）
print("ADC Value:", adc_value, adc_ev)

关于这个模块的使用，以及原理，很多文章都带着看数据手册了，我就不重复了。

大体说一下有关上面代码都干了什么。以及模块工作的一些内容。

先说一下通信，这个模块用的是4线spi，里面有8个寄存器，也就是8个存放数据的地方。根据官方手册上讲的，如果想要读取或者写入某一个寄存器，那么得先通知通信寄存器一声。也就是说，如果我想写设置寄存器，那么正确的流程是先通过mosi这个引脚告诉通信寄存器“我要写设置寄存器”这条指令，然后再通过mosi这个引脚再发送想要写的内容。那么如果我想读数据寄存器，那么就得先通过mosi告诉通信寄存器“我要读数据寄存器”指令，然后在miso引脚等待模块把数据发送过来。

了解了通信方式之后，根据官方文档就能查出不同指令如何用mosi引脚发送，也就是二进制的指令。但是，这个模块不是通电就能用，如果不初始化就会出现网上说的drdy引脚一直是高电平的情况。

初始化的具体方法在官方文档后面几页，内容大概就是，先得操控复位引脚，以某种规律高低高低。。。；然后同步spi接口时序，文档中说的是输入32个1；然后写时钟寄存器；然后写设置寄存器；校准等等（注意不管写还是读哪个寄存器都是两步，也就是先得写通信寄存器）。

初始化完成之后，模块就开始正常工作了，这时模块在不断读取外接模拟输入，量化之后把结果写入数据寄存器，对于我们来说只能读数据寄存器，开发板是不能写数据寄存器的。根据官方文档提到过，当drdy引脚处于低电平则说明，用户可以读取数据了。

另外，不知为何，我使用硬件spi时，返回值固定为65535，是波特率设置的问题吗？还是我不会用相关方法，总之就是得不到想要的结果。还请厉害的大佬指点一二。

参考

esp32官网的文档，参考了管脚布局

ad7705芯片的官方英文数据手册

有关论坛的讨论

TM7705中文数据手册

micropython中文社区的一个求助

另外，我想说一下我参考的最后一个连接，就是求助的那个，这个里面的代码逻辑是对的，与C语言的驱动一样的处理方法（当然我的也是，都是按官方文档来的），但是这个用的是pyb模块，而且驱动里面是self。什么，由于我没学过代码所以并不明白这样写的优点。主要问题是里面有几个数写错了，也就是引脚的工作状态和延时，导致初始化没完成。再就是数据处理我没看懂什么意思，应该也是对的。说了这么些主要是想说这个驱动写的完善一些，有需要的可以对照我上面的代码改一下，我试过了可行。不过改的地方实在有些多，而且很多函数我看不懂就直接给他换了，最后就没有问题了。不过在这里我就不放改后的代码了，涉及一些问题。完善好之后确实比我写的要好，规范。有需要可以自己搞一下，过程也不算难。