FIFO 在 LHE3301 中的工作原理

领慧立芯LHE3302：电化学模拟前端（AFE）我前几天写了这个，但是不知道开发板什么时候到，就写写。

FIFO（First In, First Out）在 LHE3301 芯片中主要用于缓冲 ADC 采样数据，可以降低 MCU 读取数据的频率，提高功耗优化效率。

FIFO 的深度为 256×24bit，即最多存储 256 组 24-bit 数据。

当数据满足中断要求，就会通知MCU：

如果一有数据就中断，会让主机很累，那就先存一段多的。这个模型就很简单。

FIFO 就像一个 队列（排队的队伍），数据先进去的必须先出来，不会被跳过。

1. 写指针（WR_PTR，FIFO_WR_PTR）👉 记录下一个数据应该存在哪里
2. 读指针（RD_PTR，FIFO_RD_PTR）👉 记录下一个要被读取的数据位置

去银行取号排队办业务：

写指针就像银行的叫号机，它负责发号（存数据）。

读指针就像柜台工作人员，他们会按顺序叫号（取数据）。

如果叫号机快（数据写入快），但柜台慢（数据读取慢），排队人数会越来越多（FIFO 变满）。

如果柜台叫号快，但叫号机发号慢，那么有时候柜台可能会没有号码可叫（FIFO 为空）。

1. FIFO_WR_PTR（写指针）自动递增：每次 ADC 采样完成后，芯片自动把数据存入 FIFO，并让写指针 WR_PTR+1。
2. 如果 FIFO 满了（256 组数据），写指针会停止增长，直到 MCU 读取数据。
3. FIFO_RD_PTR（读指针）自动递增：每次 MCU 读取 FIFO 一条数据，芯片自动让读指针 RD_PTR+1。

如果 FIFO 为空，读取无效，读指针不会增长。

MCU 不用手动修改指针，芯片会自动管理读写指针的增长。MCU 只需要读取 FIFO 计数器，判断数据量是否足够。

大致来说就是写入数据和输出数据：

(1) 数据写入 FIFO

1. ADC 采样完成后，转换数据（16-bit）+ 数据标签（4-bit）+ 状态标志（4-bit） 一起写入 FIFO。
2. FIFO 自动管理写指针（WR_PTR），每写入一组数据，WR_PTR 自增。
3. 当 FIFO 满时，新数据不会覆盖旧数据，需要 MCU 读取后才能继续写入。

(2) 数据读取 FIFO

1. MCU 通过 SPI 读取 FIFO 数据寄存器（FIFO_DATA），每次读取 3 个字节（24-bit）。
2. FIFO 读指针（RD_PTR） 记录当前读取位置，每读取一组数据，RD_PTR 自动自增。
3. 读取完成后，可通过 FLUSH_FIFO 清空 FIFO，防止数据不一致。

根据FIFO设计相关的操作

ADC 采样数据写入 FIFO：采样完成后，数据自动存入 FIFO，FIFO_WR_PTR 自增。

读取 FIFO_COUNTER，查看 FIFO 中有多少数据：

uint16_t fifo_count = (FIFO_COUNTER0 << 8) | FIFO_COUNTER1;

然后就是读取了：

uint8_t data[3];
spi_read(FIFO_DATA, data, 3);

接下来就把FIFO里面的数据还原我们感兴趣的样子：

uint32_t fifo_word = (data[0] << 16) | (data[1] << 8) | data[2];
uint16_t adc_value = fifo_word & 0xFFFF;  // 低 16 位为 ADC 数据
uint8_t tag = (fifo_word >> 16) & 0x0F;   // 4-bit 通道标签
uint8_t flag = (fifo_word >> 20) & 0x01;  // ADC 是否饱和

可能读比写超前，那就读取不到啊，都没数据，所以要判断。

读取数据前，检查 FIFO_COUNTER 确保 FIFO 非空。读完 FIFO 后，清空缓冲区。

#define FIFO_MAX_COUNT 256  // FIFO 最大存储 256 组数据
void read_fifo_data() {
    uint16_t fifo_count = (read_register(FIFO_COUNTER0) << 8) | read_register(FIFO_COUNTER1);
    if (fifo_count > 0) {
        for (int i = 0; i < fifo_count; i++) {
            uint8_t data[3];
            spi_read(FIFO_DATA, data, 3);
            uint32_t fifo_word = (data[0] << 16) | (data[1] << 8) | data[2];
            uint16_t adc_value = fifo_word & 0xFFFF;
            uint8_t tag = (fifo_word >> 16) & 0x0F;
            uint8_t flag = (fifo_word >> 20) & 0x01;
            printf("ADC Value: %u, Channel: %d, Saturation: %d\n", adc_value, tag, flag);
        }
    }
    // 清空 FIFO，避免数据重复
    write_register(FIFO_CFG, FLUSH_FIFO);
}

两个芯片没有大区别

随便一个SPI都可以控制

采用单字节寄存器地址 + 单字节数据的 SPI 结构。

[写指令 | 地址] -> [数据]

写命令，格式 ：1AAA AAAA 前面的1代表写入，后面的额7bit是地址，在什么地方写入。加一个数据

简单

最高位是0 ，读取：

LHE3301 采用 24-bit 数据格式 存储 ADC 采样数据：

解出来用

uint8_t cmd = 0x0B;
uint8_t fifo_data[3];
spi_read(cmd, fifo_data, 3);
uint32_t adc_value = (fifo_data[0] << 16) | (fifo_data[1] << 8) | fifo_data[2];

简单

FIFO 采用 环形结构，写入数据后 写指针 (WR_PTR) 自动增加。