MindSDK應(yīng)用基礎(chǔ)—ADC模塊樣例

引言

MindSDK為MM32主流的微控制器，實(shí)現(xiàn)了一組ADC樣例工程。本文通過講解ADC模塊的樣例工程，介紹ADC模塊的功能和用法。關(guān)于ADC模塊對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，以及ADC外設(shè)模塊硬件的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，可具體查閱MindSDK工程的源文件，以及MM32微控制器（例如MM32F5270）的用戶手冊。

樣例工程

MindSDK中為ADC驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的樣例工程包括：

adc_basic

adc_interrupt

adc_dma

adc_seq

adc_fixed_seq

adc_ext_seq

adc_awdg

adc_oversample

adc_sw_write_calib

其中， adc_baic 、 adc_interrupt 、 adc_dma 分別演示了ADC最典型的功能，包括通過輪詢、中斷、DMA來獲取一個(gè)ADC轉(zhuǎn)換通道的轉(zhuǎn)換結(jié)果。adc_awdg 來展現(xiàn)ADC模擬看門狗的功能， adc_seq 、 adc_fixed_seq 、 adc_ext_seq 則展現(xiàn)ADC按照不同的轉(zhuǎn)換序列來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。還有一些用于特殊場景的功能，例如通過軟件寫入校準(zhǔn)值，以及硬件實(shí)現(xiàn)的多次采樣取平均值、基本濾波等。

adc_basic

adc_basic 描述了使用ADC模塊最基本的方式，通過輪詢方式對一個(gè)通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并獲取通道的轉(zhuǎn)換值。在樣例工程中，通過 ADC_Init() 函數(shù)，配置ADC數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)位 ADC_Resolution_Alt0 ，ADC的轉(zhuǎn)換模式為單通道單次轉(zhuǎn)換模式 ADC_ConvMode_SingleSlot 、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)對其方式為右對齊 ADC_Align_Right 、通道轉(zhuǎn)化結(jié)果通過單端轉(zhuǎn)換方式，將通道與ADC內(nèi)部參考電壓VREF的差數(shù)字量化后輸出 ADC_SingleDiffConvMode_SingleEnd 、配置單端轉(zhuǎn)換方式的參考電壓為內(nèi)部參考電壓 ADC_SingleConvVref_Internal ，配置待轉(zhuǎn)換通道的序列和每個(gè)轉(zhuǎn)換通道的采樣周期。之后，每次通過 ADC_DoSwTrigger() 函數(shù)，使用軟件觸發(fā)的方式啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換。

實(shí)際運(yùn)行程序時(shí)，用戶在串口調(diào)試終端中每次輸入任意字符，改變轉(zhuǎn)換通道的輸入電壓，會(huì)看到串口終端界面對應(yīng)數(shù)值的變化。

adc_interrupt

adc_interrupt 相對于 adc_basic 樣例工程，實(shí)現(xiàn)了ADC轉(zhuǎn)換完成后觸發(fā)中斷服務(wù)，在中斷服務(wù)中獲取轉(zhuǎn)換值的用法。

其實(shí)現(xiàn)原理，是在 adc_basic 的配置的基礎(chǔ)上，通過 ADC_EnableInterrupts() 函數(shù)和 NVIC_EnableIRQ()函數(shù)開啟ADC的中斷。當(dāng)ADC轉(zhuǎn)換通道完成轉(zhuǎn)換后，就進(jìn)入中斷服務(wù)函數(shù)。

實(shí)際運(yùn)行程序時(shí)，用戶在串口調(diào)試終端每次輸入任意字符，改變轉(zhuǎn)換通道的輸入電壓，會(huì)看到串口終端界面對應(yīng)數(shù)值的變化。

adc_dma

adc_dma 在 adc_basic 的基礎(chǔ)上增加對DMA外設(shè)模塊的使用。在應(yīng)用層 app_adc_init() 函數(shù)中添加對DMA通道的配置，通過 DMA_InitChannel() 函數(shù)， DMA_XferMode_PeriphToMemory 配置傳輸方向?yàn)橥庠O(shè)到內(nèi)存、 MemAddr 和 PeriphAddr 配置內(nèi)存和外設(shè)地址、 MemAddrIncMode 和 PeriphAddrIncMode 配置內(nèi)存和外設(shè)的增量模式、 XferCount 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量、 DMA_ReloadMode_AutoReloadContinuous 自動(dòng)重載傳輸量、 DMA_XferWidth_32b 以32位的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。外設(shè)映射的DMA通道初始配置完成后，通過 DMA_EnableChannel() 函數(shù)使能DMA通道，通過 NVIC_EnableIRQ() 和 DMA_EnableChannelInterrupts() 函數(shù)開啟DMA中斷。之后，每次通過 ADC_DoSwTrigger() 函數(shù)觸發(fā)ADC開始轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后DMA開始搬運(yùn)，當(dāng)DMA搬運(yùn)完成后進(jìn)入中斷服務(wù)函數(shù)，以此循環(huán)往復(fù)。

實(shí)際運(yùn)行程序時(shí)，用戶在串口調(diào)試終端中每次輸入任意字符，改變轉(zhuǎn)換通道的輸入電壓，會(huì)看到串口終端界面對應(yīng)數(shù)值的變化。

adc_fixed_seq

adc_fixed_seq 在 adc_dma 樣例的基礎(chǔ)上，將轉(zhuǎn)換的ADC通道由一個(gè)通道，設(shè)置為多個(gè)通道形成一個(gè)序列來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，當(dāng)序列轉(zhuǎn)換完成后，就停止轉(zhuǎn)換。通過 ADC_EnableSeqSlotFixed() 函數(shù)來配置轉(zhuǎn)換序列的順序?yàn)橛械偷礁叩捻樞蜻M(jìn)行轉(zhuǎn)換。DMA將ADC每個(gè)通道數(shù)據(jù)搬運(yùn)到指定內(nèi)存。通過在循環(huán)中調(diào)用 ADC_DoSwTrigger() 函數(shù)來進(jìn)行一個(gè)序列的多次轉(zhuǎn)換?；蛘咄ㄟ^ ADC_ConvMode_SeqContinues 啟用序列的連續(xù)轉(zhuǎn)換模式。通過 ADC_DoSwTrigger() 函數(shù)可以停止序列轉(zhuǎn)換。

實(shí)際運(yùn)行程序時(shí)，用戶在串口調(diào)試終端中每次輸入任意字符，改變配置的轉(zhuǎn)換序列中每個(gè)通道的輸入電壓值，會(huì)看到串口調(diào)試終端界面對應(yīng)數(shù)值變化。

adc_seq

adc_seq 與 adc_fixed_seq 樣例的不同之處在于， adc_fixed_seq 樣例只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)由高到低或者由低到的通道轉(zhuǎn)換序列進(jìn)行轉(zhuǎn)換，例如ch0-ch1-ch3或者ch3-ch1-ch0的轉(zhuǎn)換順序。adc_seq 樣例則實(shí)現(xiàn)任意通道序列的轉(zhuǎn)換，例如ch3-ch0-ch5,任意的序列。通過ADC_EnableSeqSlot () 函數(shù)配置具體的轉(zhuǎn)換序列。ADC根據(jù)配置的轉(zhuǎn)換序列開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)序列轉(zhuǎn)換完成后，停止轉(zhuǎn)換?？梢灾貜?fù)的調(diào)用 ADC_DoSwTrigger() 開啟下一個(gè)序列的轉(zhuǎn)換，一次循環(huán)往復(fù)?；蛘咄ㄟ^ ADC_ConvMode_SeqContinues 啟用序列的連續(xù)轉(zhuǎn)換模式。通過 ADC_DoSwTrigger() 函數(shù)可以停止序列轉(zhuǎn)換。

實(shí)際運(yùn)行程序時(shí)，用戶在串口調(diào)試終端中每次輸入任意字符，改變轉(zhuǎn)換通道的輸入電壓，會(huì)看到串口終端界面對應(yīng)數(shù)值的變化。

adc_ext_seq

adc_ext_seq 實(shí)現(xiàn)在當(dāng)前任意序列轉(zhuǎn)換過程中插入額外的序列，當(dāng)插入額外的序列時(shí)，當(dāng)前任意序列中正在轉(zhuǎn)換的通道完成，將切換到插入的序列中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后在繼續(xù)之前任意序列中剩余通道的轉(zhuǎn)換。通過 ADC_EnableExtSeqSlot() 函數(shù)配置額外的序列。例如當(dāng)前任意序列為ch3-ch0-ch5,額外的序列為ch1-ch4。ADC_EnableAutoExtSeqSlot() 函數(shù)開啟自動(dòng)注入模式，即任意序列轉(zhuǎn)換完成后，開啟注入通道的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換額外的序列。這種注入模式增加了整個(gè)序列的長度。當(dāng)一個(gè)完整序列轉(zhuǎn)換完成后，停止轉(zhuǎn)換，調(diào)用 ADC_DoSwTrigger() 函數(shù)來進(jìn)行一個(gè)序列的多次轉(zhuǎn)換?；蛘咄ㄟ^ ADC_ConvMode_SeqContinues 啟用序列的連續(xù)轉(zhuǎn)換模式。通過 ADC_DoSwTrigger() 函數(shù)可以停止序列轉(zhuǎn)換。

實(shí)際運(yùn)行時(shí)，用戶在串口調(diào)試終端中每次輸入任意字符，改變轉(zhuǎn)換通道的輸入電壓，會(huì)看到串口終端界面對應(yīng)數(shù)值的變化。

adc_awdg

adc_awdg 在 adc_basic 的基礎(chǔ)上增加對轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行監(jiān)控，通過 ADC_EnableHwComp() 函數(shù)配置需要監(jiān)控的轉(zhuǎn)換通道 ChnNum 、設(shè)置的上限值 HighLimit 和下限值 LowLimit ，可以根據(jù)上限值和下限值的大小關(guān)系設(shè)置監(jiān)控范圍，當(dāng)上限值大于或等于下限值時(shí)，監(jiān)控通道的轉(zhuǎn)換值在兩個(gè)閾值之外的數(shù)值，若開啟中斷則會(huì)進(jìn)入中斷服務(wù)函數(shù)；同理，當(dāng)上限值小于下限值時(shí)，監(jiān)控通道轉(zhuǎn)換值在兩個(gè)閾值之間的數(shù)值，若開啟中斷則會(huì)進(jìn)入中斷服務(wù)函數(shù)。之后，每次通過 ADC_DoSwTrigger() 函數(shù)，使用軟件觸發(fā)的方式啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換。

實(shí)際運(yùn)行時(shí)，用戶在串口調(diào)試終端中每次輸入任意字符，改變轉(zhuǎn)換通道的輸入電壓，當(dāng)電壓值滿足監(jiān)控區(qū)間時(shí)，會(huì)看到串口終端界面當(dāng)前轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。

adc_oversample

adc_oversample 在 adc_seq 的基礎(chǔ)上通過 ADC_SetOverSample()`函數(shù)啟動(dòng)硬件的過采樣模式， ADC_OverSampleRatio_256 配置過采樣率為256， ADC_OverSampleDataDiv_8 配置數(shù)據(jù)右移8位， ADC_OverSampleTriggerMode_Multi 配置為所有通道的過采樣轉(zhuǎn)換只需要進(jìn)行一次觸發(fā)。injectOverSampleMode 配置是否開啟注入通道的過采樣模式。之后，每次通過 ADC_DoSwTrigger() 函數(shù)，使用軟件觸發(fā)的方式啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換。

adc_sw_write_calib

adc_sw_write_calib 在 adc_basic 的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)使用軟件保存ADC的校準(zhǔn)值，然后通過軟件將校準(zhǔn)值寫入寄存器中。通過 ADC_GetCalibFactor() 函數(shù)獲取校準(zhǔn)值，通過 ADC_SetCalibFactor() 來寫入校準(zhǔn)值。

審核編輯：劉清