国产AD+全志T3开发案例，为能源电力行业排忧解难！8/16通道

前 言

本文主要介绍基于全志科技T3(ARM Cortex-A7)国产处理器的8/16通道AD采集开发案例，使用核芯互联CL1606/CL1616国产AD芯片，亦适用于ADI AD7606/AD7616。CL1606/CL1616与AD7606/AD7616软硬件兼容。

备注：

（1）创龙科技TL7606I模块使用AD芯片为核芯互联CL1606或ADI AD7606，两者均测试通过，且测试步骤无差别。

（2）创龙科技TL7616P模块使用AD芯片为核芯互联CL1616或ADI AD7616，两者均测试通过，且测试步骤无差别。

*硬件平台：

创龙科技T3工业评估板

TL7606I多通道AD模块

TL7616P多通道AD模块

目前，创龙科技已推出T3+FPGA（紫光同创PGL25G/PGL50G）全国产一体化工业核心板方案，国产化率100%（连接器亦为国产），可通过FPGA端拓展接口接入多片国产AD，欢迎咨询。

SOM-TLT3F核心板正面图

TLT3F-EVM开发板正面图

ad_display案例

案例说明

案例功能：评估板通过SPI接口，使用创龙科技TL7606I/TL7616P模块采集8通道或16通道数据，并通过Qt显示波形。

案例支持如下2种模式：

1. 单步模式：程序将会采集1024个数据后，显示静态波形。
2. 连续模式：程序将会连续采集数据，并实时显示动态波形。

程序流程如下图所示。

图 1 程序流程图

案例测试

TL7606I模块测试

硬件连接。

请使用VGA线将评估板VGA OUT接口与VGA显示屏连接。

由于评估底板拓展接口未预留SPI总线引脚，因此需参考如下方法进行飞线，并且应尽可能使用短线连接，硬件连接如下图所示。

图 2

将评估底板SPI FLASH(U6)空贴后的引脚1(SPI CS)、2(SPI MISO)、5(SPI MOSI)、6(SPI CLK)和4(GND)通过飞线引出。

图 3

将SPI FLASH(U6)飞线引出的引脚与TL7606I模块的J6接口参照下表对应关系进行连接。

表 1

SPI FLASH(U6)	J6
CLK(pin6)	pin10
CS(pin1)	pin16
DI(IO0)(pin5)	pin26
DO(IO1)(pin2)	pin12
GND(pin4)	pin46

请使用杜邦线或飞线将评估底板CAMERA0(J11)接口与TL7606I模块的J3、J6接口，参照下表对应关系进行连接，为TL7606I模块提供5V直流电源和控制信号。

表 2

CAMERA0(J11)	J3	J6
pin1	5V	/
pin11	GND	/
pin23	/	pin4
pin22	/	pin6
pin24	/	pin3

备注："/"表示无需连接。

图 4

案例支持TL7606I模块8通道同时采集与显示。本次测试以TL7606I模块V4和V7通道为例，请将TL7606I模块的V4和V7通道分别正确连接至信号发生器A通道和B通道。信号发生器设置A通道输出频率为1KHz、峰峰值为5Vpp（即幅值为2.5V）的正弦波信号，B通道输出频率为1KHz、峰峰值为2Vpp（即幅值为1V）的正弦波信号，如下图所示。待测信号电压请勿超过模块量程，否则可能会导致模块损坏。

图 5

案例测试。

为确保Qt程序运行的流畅性，评估板将使用eMMC启动模式进行测试，请确保eMMC已固化最新系统。

请先取出Linux系统启动卡，根据底板丝印将启动方式选择拨码开关拨为0，将评估板上电，系统将从eMMC启动。

请将案例bin目录下的可执行文件ad_display、"driver\boot_package\"目录下的boot_package_vga_ad7606.fex镜像文件和"driver\bin\"目录下的ad76x6.ko驱动文件拷贝至评估板文件系统任意目录下。同时，将案例"qwt\libqwt-6.1.3\"目录下的所有文件拷贝至评估板文件系统"/usr/local/Qt-5.9.0/lib/"目录下。

在评估板文件系统boot_package_vga_ad7606.fex镜像文件所在路径下，执行如下命令将其固化至eMMC，并重启系统。

Target# dd if=boot_package_vga_ad7606.fex of=/dev/mmcblk0 seek=32800

Target# dd if=boot_package_vga_ad7606.fex of=/dev/mmcblk0 seek=24576

Target# sync

Target# reboot

图 6

评估板系统重启后，进入评估板文件系统执行如下命令加载驱动。加载成功后，将会生成设备节点"/dev/ad7606"。

Target# insmod ad76x6.ko

Target# ls /dev/ad7606

图 7

执行如下命令，关闭默认运行的Qt GUI显示，并使能Qt程序运行环境。

Target# killall Launcher

Target# killall -9 MediaUI

Target# killall -9 CameraUI

Target# fbinit

Target# echo 0,0 > /sys/class/disp/disp/attr/fb2ui

Target# source /qt5.9.sh

图 8

执行如下命令，查询程序运行参数。

Target# ./ad_display --help

图 9

单步模式

执行如下命令，以单步模式采集数据。

Target# ./ad_display -d /dev/ad7606 -m 1

参数解析：

-d：指定设备节点；

-m：选择运行模式（1表示单步模式，2表示连续模式）。

图 10

同时，VGA显示屏将会显示静态波形，如下图所示。

图 11

按下"Ctrl + C"可停止程序运行。

图 12

连续模式

执行如下命令，以连续模式采集数据。

Target# ./ad_display -d /dev/ad7606 -m 2

图 13

同时，VGA显示屏将会实时显示动态波形，如下图所示。

图 14

程序运行过程中，CPU占用率约为26%。

图 15

按下"Ctrl + C"可停止程序运行。

图 16

TL7616P模块测试

1. 硬件连接。

请使用VGA线将评估板VGA OUT接口与VGA显示屏连接。

由于评估底板拓展接口未预留SPI总线引脚，因此需参考如下方法进行飞线，并且应尽可能使用短线连接，硬件连接如下图所示。

图 17

将评估底板SPI FLASH(U6)空贴后的引脚1(SPI CS)、2(SPI MISO)、5(SPI MOSI)、6(SPI CLK)和4(GND)通过飞线引出。

图 18

请通过飞线将TL7616P模块CON1接口与SPI FLASH(U6)飞线引出的引脚、CAMERA0(J11)接口参照下表对应关系进行连接。

其中，CAMERA0(J11)接口的pin23~pin24引脚为TL7616P模块提供控制信号。

表 3

CON1	CAMERA0(J11)	SPI FLASH(U6)
A12	/	CLK(pin6)
A15	/	CS(pin1)
C12	/	DI(IO0)(pin5)
C13	/	DO(IO1)(pin2)
B8	/	GND
A10	pin23	/
A14	pin22	/
A16	pin24	/

备注："/"表示无需连接。

请通过飞线将评估底板C2电解电容器的正负极引出，并与TL7616P模块CON2接口参照下表对应关系进行连接，为TL7616P模块提供12V直流电源。

表 4

C2	CON2
12V	pin1
GND	pin2

案例支持TL7616P模块16通道AD数据同时采集与显示。本次测试以TL7616P模块V1A和V1B通道为例，请将TL7616P模块的V1A和V1B通道分别正确连接至信号发生器A通道和B通道。信号发生器设置A通道输出频率为1KHz、峰峰值为5Vpp（即幅值为2.5V）的正弦波信号，B通道输出频率为1KHz、峰峰值为2Vpp（即幅值为1V）的正弦波信号，如下图所示。待测信号电压请勿超过模块量程，否则可能会导致模块损坏。

图 19

案例测试。

为确保Qt程序运行的流畅性，评估板将使用eMMC启动模式进行测试，请确保eMMC已固化最新系统。

请先取出Linux系统启动卡，根据底板丝印将启动方式选择拨码开关拨为0，将评估板上电，系统将从eMMC启动。

请将案例bin目录下的可执行文件ad_display、"driver\boot_package\"目录下的boot_package_vga_ad7616.fex镜像文件和"driver\bin\"目录下的ad76x6.ko驱动文件拷贝至评估板文件系统任意目录下。同时，将案例"qwt\libqwt-6.1.3\"目录下的所有文件拷贝至评估板文件系统"/usr/local/Qt-5.9.0/lib/"目录下。

在评估板文件系统boot_package_vga_ad7616.fex镜像文件所在路径下，执行如下命令将其固化至eMMC，并重启系统。

Target# dd if=boot_package_vga_ad7616.fex of=/dev/mmcblk0 seek=32800

Target# dd if=boot_package_vga_ad7616.fex of=/dev/mmcblk0 seek=24576

Target# sync

Target# reboot

图 20

评估板系统重启后，进入评估板文件系统执行如下命令加载驱动。加载成功后，将会生成设备节点"/dev/ad7616"。

Target# insmod ad76x6.ko

Target# ls /dev/ad7616

图 21

执行如下命令，关闭默认运行的Qt GUI显示，并使能Qt程序运行环境。

Target# killall Launcher

Target# killall -9 MediaUI

Target# killall -9 CameraUI

Target# fbinit

Target# echo 0,0 > /sys/class/disp/disp/attr/fb2ui

Target# source /qt5.9.sh

图 22

执行如下命令，查询程序命令参数。

Target# ./ad_display --help

图 23

单步模式

执行如下命令，以单步模式采集数据。

Target# ./ad_display -d /dev/ad7616 -m 1

参数解析：

-d：指定设备节点；

-m：选择运行模式（1表示单步模式，2表示连续模式）。

图 24

同时，VGA显示屏将会显示静态波形，如下图所示。

图 25

按下"Ctrl + C"可停止程序运行。

图 26

连续模式

执行如下命令，以连续模式采集数据。

Target# ./ad_display -d /dev/ad7616 -m 2

图 27

同时，VGA显示屏将会实时显示动态波形，如下图所示。

图 28

程序运行过程中，CPU占用率约为26%。

图 29

按下"Ctrl + C"可停止程序运行。

图 30

ad_capture案例

案例说明

案例功能：评估板通过SPI接口，使用创龙科技TL7606I/TL7616P模块采集8通道或16通道数据，然后将采集的数据转换成电压值并保存为csv文件。

程序流程如下图所示。

图 31 程序流程图

案例测试

TL7606I模块测试

硬件连接。

由于评估底板拓展接口未预留SPI总线引脚，因此需参考如下方法进行飞线，并且应尽可能使用短线连接，硬件连接如下图所示。

图 32

将评估底板SPI FLASH(U6)空贴后的引脚1(SPI CS)、2(SPI MISO)、5(SPI MOSI)、6(SPI CLK)和4(GND)通过飞线引出。

图 33

将SPI FLASH(U6)飞线引出的引脚与TL7606模块的J6接口按照下表对应关系进行连接。

表 5

SPI FLASH(U6)	J6
CLK(pin6)	pin10
CS(pin1)	pin16
DI(IO0)(pin5)	pin26
DO(IO1)(pin2)	pin12
GND(pin4)	pin46

请使用杜邦线将评估底板CAMERA0(J11)接口与TL7606I模块的J3、J6接口按照下表对应关系进行连接，为TL7606I模块提供5V直流电源和控制信号。

表 6

CAMERA0(J11)	J3	J6
pin1	5V	/
pin11	GND	/
pin23	/	pin4
pin22	/	pin6
pin24	/	pin3

备注："/"表示无需连接。

图 34

案例支持TL7606I模块8通道AD数据同时采集与显示。本次测试以TL7606I模块V3和V8通道为例，请将TL7606I模块的V3和V8通道分别正确连接至信号发生器A通道和B通道。信号发生器设置A通道输出频率为1KHz、峰峰值为4Vpp（即幅值为2V）的正弦波信号，B通道输出频率为1KHz、峰峰值为6Vpp（即幅值为3V）的正弦波信号，如下图所示。待测信号电压请勿超过模块量程，否则可能会导致模块损坏。

图 35

案例测试。

请将案例bin目录下的可执行文件ad_capture、驱动文件ad76x6.ko和"driver\boot_package\"目录下的boot_package_vga_ad7606.fex镜像文件拷贝至评估板文件系统任意目录下。

在评估板文件系统boot_package_vga_ad7606.fex镜像文件所在路径下，执行如下命令将其固化至Linux系统启动卡，并重启系统。

Target# dd if=boot_package_vga_ad7606.fex of=/dev/mmcblk1 seek=32800

Target# dd if=boot_package_vga_ad7606.fex of=/dev/mmcblk1 seek=24576

Target# sync

Target# reboot

图 36

评估板系统重启后，进入评估板文件系统执行如下命令加载驱动。加载成功后，将会生成设备节点"/dev/ad7606"。

Target# insmod ad76x6.ko

Target# ls /dev/ad7606

图 37

执行如下命令，查询程序运行参数。

Target# ./ad_capture --help

图 38

执行如下命令，AD模块将会采集8192个数据，并转换成电压值。

Target# ./ad_capture -d /dev/ad7606 -n 1024

图 39

按"Ctrl + C"退出程序，同时将会在当前目录下生成data.csv文件。

图 40

请将生成的data.csv文件拷贝至Windows任意目录下，并使用Excel打开，如下图所示。其中，第C列数据为TL7606I模块V3通道的采集数据，第H列数据为TL7606I模块V8通道的采集数据，默认单位为：V。

图 41

请通过Excel的二维折线图，将采集数据显示为更加直观的波形图，如下图所示。

图 42

图 43

TL7616P模块测试

硬件连接。

由于评估底板拓展接口未预留SPI总线引脚，因此需参考如下方法进行飞线，并且应尽可能使用短线连接，硬件连接如下图所示。

图 44

将评估底板SPI FLASH(U6)空贴后的引脚1(SPI CS)、2(SPI MISO)、5(SPI MOSI)、6(SPI CLK)和4(GND)通过飞线引出。

图 45

请通过飞线将TL7616P模块CON1接口与SPI FLASH(U6)飞线引出的引脚、CAMERA0(J11)接口参照下表对应关系进行连接。其中，CAMERA0(J11)接口的pin23~pin24引脚为TL7616P模块提供控制信号。

表 7

CON1	CAMERA0(J11)	SPI FLASH(U6)
A12	/	CLK(pin6)
A15	/	CS(pin1)
C12	/	DI(IO0)(pin5)
C13	/	DO(IO1)(pin2)
B8	/	GND
A10	pin23	/
A14	pin22	/
A16	pin24	/

备注："/"表示无需连接。

请通过飞线将评估底板C2电解电容器的正负极引出，并与TL7616P模块CON2接口参照下表对应关系进行连接，为TL7616P模块提供12V直流电源。

表 8

C2	CON2
12V	pin1
GND	pin2

案例支持TL7616P模块16通道AD数据同时采集与显示。本次测试以TL7616P模块V0A和V0B通道为例，请将TL7616P模块的V0A和V0B通道分别正确连接至信号发生器A通道和B通道。信号发生器设置A通道输出频率为1KHz、峰峰值为4Vpp（即幅值为2V）的正弦波信号，B通道输出频率为1KHz、峰峰值为6Vpp（即幅值为3V）的正弦波信号，如下图所示。待测信号电压请勿超过模块量程，否则可能会导致模块损坏。

图 46

案例测试。

请将案例bin目录下的可执行文件ad_capture、驱动文件ad76x6.ko和"driver\boot_package\"目录下的boot_package_vga_ad7616.fex镜像文件拷贝至评估板文件系统任意目录下。

在评估板文件系统boot_package_vga_ad7616.fex镜像文件所在路径下，执行如下命令将其固化至Linux系统启动卡，并重启系统。

Target# dd if=boot_package_vga_ad7616.fex of=/dev/mmcblk1 seek=32800

Target# dd if=boot_package_vga_ad7616.fex of=/dev/mmcblk1 seek=24576

Target# sync

Target# reboot

图 47

评估板系统重启后，进入评估板文件系统执行如下命令加载驱动。加载成功后，将会生成设备节点"/dev/ad7616"。

Target# insmod ad76x6.ko

Target# ls /dev/ad7616

图 48

执行如下命令，查询程序运行参数。

Target# ./ad_capture --help

图 49

执行如下命令，AD模块将会采集16384个数据。

Target# ./ad_capture -d /dev/ad7616 -n 1024

图 50

按"Ctrl + C"退出程序，同时将会在当前目录下生成data.csv文件。

图 51

请将生成的data.csv文件拷贝至Windows任意目录下，并使用Excel打开，如下图所示。其中，第A列数据为TL7616P模块V0A通道的采集数据，第B列数据为TL7616P模块V0B通道的采集数据，默认单位为：V。

图 52

请通过Excel的二维折线图，将采集数据显示为更加直观的波形图，如下图所示。

图 53

图 54