ads1243

// ============================================================
// ADS1243 4通道差分轮询读取 - Arduino Nano
// 硬件: CS 接地, PDWN 接 VDD
// 通道定义: 
//   通道0: AIN0(+) / AIN1(-)
//   通道1: AIN2(+) / AIN3(-)
//   通道2: AIN4(+) / AIN5(-)
//   通道3: AIN6(+) / AIN7(-)
// ============================================================

#include <SPI.h>

// ---------- 硬件引脚定义 ----------
const int PIN_DRDY = 9;   // 数据就绪（低电平有效）
const int PIN_LED  = 13;  // 板载 LED

// ---------- 基准电压设置 (请用万用表实测后修改) ----------
// 如果 VREF+ 和 VREF- 之间是 2.5V，则填 2.5；如果是 1.25V，则填 1.25
const float VREF_VALUE = 2.5; 

// SPI 设置: 250kHz, MSB先传, 模式1
SPISettings spiSettings(250000, MSBFIRST, SPI_MODE1);

// ---------- 命令宏定义 ----------
#define RDATA  0x01
#define RREG   0x10
#define WREG   0x50
#define RESET  0xFE

// ---------- 寄存器地址 ----------
#define SETUP  0x00
#define MUX    0x01
#define ACR    0x02

// ---------- 增益定义 (需左移至 Bit 6-4) ----------
#define GAIN_1   (0x00 << 4) // 0x00
#define GAIN_2   (0x01 << 4) // 0x10
#define GAIN_4   (0x02 << 4) // 0x20
#define GAIN_8   (0x03 << 4) // 0x30
#define GAIN_16  (0x04 << 4) // 0x40
#define GAIN_32  (0x05 << 4) // 0x50
#define GAIN_64  (0x06 << 4) // 0x60
#define GAIN_128 (0x07 << 4) // 0x70

// 定义4个差分通道的 MUX 配置值 (高4位为正端，低4位为负端)
const uint8_t CH_CONFIG[4] = {
    (0 << 4) | 1,  // 通道0: AIN0(+), AIN1(-)
    (2 << 4) | 3,  // 通道1: AIN2(+), AIN3(-)
    (4 << 4) | 5,  // 通道2: AIN4(+), AIN5(-)
    (6 << 4) | 7   // 通道3: AIN6(+), AIN7(-)
};

// ============================================================
// 等待 DRDY 变低（数据就绪）
// ============================================================
bool waitDrdy(unsigned long timeout_ms = 1000) {
    unsigned long t0 = millis();
    while (digitalRead(PIN_DRDY) == HIGH) {
        if (millis() - t0 > timeout_ms) return false;
    }
    return true;
}

// ============================================================
// 写寄存器
// ============================================================
void writeReg(uint8_t reg, uint8_t val) {
    if (!waitDrdy()) return;
    SPI.beginTransaction(spiSettings);
    SPI.transfer(WREG | reg);   // 写命令 + 寄存器地址
    SPI.transfer(0x00);         // 写1个寄存器 (n-1)
    SPI.transfer(val);
    SPI.endTransaction();
}

// ============================================================
// 读寄存器 (本代码中未直接调用，但保留用于调试)
// ============================================================
uint8_t readReg(uint8_t reg) {
    if (!waitDrdy()) return 0xFF;
    SPI.beginTransaction(spiSettings);
    SPI.transfer(RREG | reg);   // 读命令 + 寄存器地址
    SPI.transfer(0x00);         // 读1个寄存器 (n-1)
    uint8_t v = SPI.transfer(0xFF);
    SPI.endTransaction();
    return v;
}

// ============================================================
// 读取 ADC 数据（24位有符号）
// ============================================================
int32_t readADC() {
    if (!waitDrdy()) return 0;
    
    SPI.beginTransaction(spiSettings);
    SPI.transfer(RDATA);
    delayMicroseconds(10);      // t6 等待
    
    uint32_t raw = 0;
    raw |= (uint32_t)SPI.transfer(0xFF) << 16;
    raw |= (uint32_t)SPI.transfer(0xFF) << 8;
    raw |= (uint32_t)SPI.transfer(0xFF);
    SPI.endTransaction();
    
    // 24位有符号扩展
    return (int32_t)(raw << 8) >> 8;
}

// ============================================================
// 设置通道和增益 (此处仅写 MUX)
// ============================================================
void setChannel(uint8_t muxConfig, uint8_t gain) {
    // 1. 设置 MUX 寄存器，切换通道
    writeReg(MUX, muxConfig);
    // 2. 设置 SETUP 寄存器 (增益)
    writeReg(SETUP, gain);
}

// ============================================================
// 初始化
// ============================================================
void setup() {
    pinMode(PIN_DRDY, INPUT);
    pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
    pinMode(10, OUTPUT);          // SS 必须设为输出
    
    SPI.begin();
    Serial.begin(115200);
    
    // 复位
    SPI.beginTransaction(spiSettings);
    SPI.transfer(RESET);
    SPI.endTransaction();
    delay(50);
    
    // 配置 ACR: 双极性 + 缓冲器 + 15SPS + 基准选择
    // 0x54: 内部基准。若需外部2.5V基准，改为 0x44
    writeReg(ACR, 0x54); 
    
    // 设置初始增益为 1 (GAIN_1)
    writeReg(SETUP, GAIN_1);
    
    Serial.println("ADS1243 4-Channel Ready");
    Serial.println("CH0: AIN0-AIN1 | CH1: AIN2-AIN3 | CH2: AIN4-AIN5 | CH3: AIN6-AIN7");
    Serial.println("==========================================");
}

// ============================================================
// 主循环
// ============================================================
void loop() {
    int32_t adcValues[4];
    float voltages[4];
    
    // 轮流读取4个通道
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        // 1. 切换到通道 i
        setChannel(CH_CONFIG[i], GAIN_1);
        
        // 2. 等待通道切换稳定
        // 在 15SPS 下，一次转换约 66ms。为了保证 PGA 稳定，这里延时 150ms
        // 如果您发现数据响应太慢，可以尝试减小这个延时
        delay(150); 
        
        // 3. 读取 ADC 值
        adcValues[i] = readADC();
        
        // 4. 换算为电压
        // 公式: V = (原始值 * VREF) / (2^23 - 1)  (差分模式下)
        voltages[i] = (adcValues[i] * VREF_VALUE) / 8388607.0;
    }
    
    // 打印结果
    Serial.print("CH0: ");
    Serial.print(voltages[0], 6);
    Serial.print(" V | CH1: ");
    Serial.print(voltages[1], 6);
    Serial.print(" V | CH2: ");
    Serial.print(voltages[2], 6);
    Serial.print(" V | CH3: ");
    Serial.print(voltages[3], 6);
    Serial.println(" V");
    
    // 如果要调试原始 ADC 值，可以取消下面这行的注释
    // Serial.print("Raw: "); Serial.print(adcValues[0]); Serial.print(", "); Serial.print(adcValues[1]); Serial.print(", "); Serial.print(adcValues[2]); Serial.print(", "); Serial.println(adcValues[3]);

    delay(500);
}

四通道ok