25.6

實驗：電位器電壓采集

25.6.1

硬件設計

野火啟明6M5開發板的ADC電位器電路圖如下圖所示。

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野火啟明4M2開發板的ADC電位器電路圖如下圖所示。

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野火啟明2L1開發板的ADC電位器電路圖如下圖所示。

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可以看到，三塊開發板板載的電位器都是連接到P000引腳，P000引腳可以連接到MCU內部的ADC外設，從而對電位器輸入的模擬信號進行采集。

表3：ADC引腳

25.6.2

軟件設計

25.6.2.1

新建工程

對于e2studio開發環境：拷貝一份我們之前的e2s工程“19_UART_Receive_Send”，然后將工程文件夾重命名為“25_ADC”，最后再將它導入到我們的e2studio工作空間中。

對于Keil開發環境：拷貝一份我們之前的Keil工程“19_UART_Receive_Send”，然后將工程文件夾重命名為“25_ADC”，并進入該文件夾里面雙擊Keil工程文件，打開該工程。

工程新建好之后，在工程根目錄的“src”文件夾下面新建“key”文件夾，再進入“key”文件夾里面新建源文件和頭文件：“bsp_adc.c”和“bsp_adc.h”。工程文件結構如下。

列表1：文件結構

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25_ADC
├─ ......
└─src
├─ led
│ ├─ bsp_led.c
│ └─ bsp_led.h
├─ debug_uart
│ ├─ bsp_debug_uart.c
│ └─ bsp_debug_uart.h
├─ adc
│ ├─ bsp_adc.c
│ └─ bsp_adc.h
└─ hal_entry.c

25.6.2.2

FSP配置

打開該工程的FSP配置界面進行配置。

首先依次點擊“Stacks”->“Pins”->“Peripherals”->“ADC0”來配置通道AN000對應的引腳為P000。如下圖所示。

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然后依次點擊“Stacks”->“New Stack”->“Analog”->“ADC (r_adc)”來配置ADC模塊。如下圖所示。

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ADC的屬性配置：

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表4：ADC屬性介紹

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配置完成之后可以按下快捷鍵“Ctrl+S”保存，最后點右上角的“Generate Project Content”按鈕，讓軟件自動生成配置代碼即可。

25.6.2.3

ADC初始化函數

列表2：代碼清單25?1 ADC初始化函數

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voidADC_Init(void)
{
fsp_err_t err;
err =R_ADC_Open(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_cfg);
err =R_ADC_ScanCfg(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_channel_cfg);
assert(FSP_SUCCESS== err);
}

R_ADC_Open()為整個外設設置操作模式、觸發源、中斷優先級和配置。如果啟用了中斷，該函數將注冊一個回調函數指針，以便在掃描完成時通知用戶。

R_ADC_ScanCfg()配置ADC掃描參數。通道特定設置是在這個函數中設置的。

25.6.2.4

ADC中斷回調函數

列表3：代碼清單25?2 ADC中斷回調函數

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//ADC 轉換完成標志位
volatilebool scan_complete_flag =false;
voidadc_callback(adc_callback_args_t * p_args)
{
FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args);
scan_complete_flag =true;
}

在FSP配置頁面注冊回調函數以及優先級，我們就可以使用來自ADC的中斷回調函數了。

在每種模式中，模擬通道按通道數的升序進行轉換，然后掃描溫度傳感器和電壓傳感器（如果它們也被勾選了的話）。每一種掃描模式都有著它的優點和缺點，但具體使用什么模式進行ADC轉換，就需要通過我們的項目的需求需要什么樣的效果來決定。

注

我們通過ADC的中斷回調函數來判斷ADC是否轉換完成。我們需要定義了一個布爾類型的數據scan_complete_flag來當做ADC讀取完成的標志位。當沒有轉換完成的時候scan_complete_flag的值一直為false，單ADC觸發中斷的時候將scan_complete_flag的值變為true。

25.6.2.5

如果未啟用中斷

如果未啟用中斷，則可使用R_ADC_StatusGet()API用于輪詢ADC以確定掃描何時完成。讀取API函數用于訪問轉換后的ADC結果。這適用于支持校準的MCU的普通掃描和校準掃描。

25.6.2.6

ADC讀取轉換結果函數

ADC讀取思路，我們在這里調用R_ADC_ScanStart觸發相應的adc通道轉換，當ADC轉換完成之后會將scan_complete_flag標志位變為true。當我們判斷到標志位變為true后我們使用R_ADC_Read()或R_ADC_Read32()讀取轉換完成的數值。

列表4：代碼清單25?3 ADC讀取轉換結果函數

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/* 進行ADC 采集，讀取ADC 數據并轉換結果*/
doubleRead_ADC_Voltage_Value(void)
{
uint16_tadc_data;
doublea0;
(void)R_ADC_ScanStart(&g_adc0_ctrl);
while(!scan_complete_flag)//等待轉換完成標志
{
;
}
scan_complete_flag =false;//重新清除標志位
/* 讀取通道0 數據*/
R_ADC_Read(&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &adc_data);
/* ADC 原始數據轉換為電壓值（ADC 參考電壓為3.3V） */
a0 = (double)(adc_data*3.3/4095);
returna0;
}

R_ADC_ScanStart()啟動軟件掃描或啟用掃描的硬件觸發器，具體取決于觸發器在R_ADC_Open調用中的配置方式。如果該單元被配置為ELC或外部硬件觸發，那么該功能允許觸發信號到達ADC單元。該函數不能控制觸發器本身的生成。如果該單元被配置為軟件觸發，則該功能啟動軟件觸發掃描。

R_ADC_Read()從單通道或傳感器寄存器讀取轉換結果，返回的數據為uint16_t型。

R_ADC_Read32()從單通道或傳感器寄存器讀取轉換結果，返回的數據為uint32_t型。

25.6.2.7

hal_entry入口函數

列表5：代碼清單25?4 hal_entry入口函數

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voidhal_entry(void)
{
LED_Init();// LED 初始化
Debug_UART4_Init();// SCI4 UART 調試串口初始化
/* ADC 初始化*/
ADC_Init();
printf("這是一個讀取電位器ADC 電壓轉換值的例程
");
printf("打開串口助手查看ADC 轉換結果，旋鈕電位器，可以看到ADC 值在一定范圍之內發生
變化
");
printf("開始讀取ADC 轉換值：
");
while(1)
{
printf("a0 = %f
",Read_ADC_Voltage_Value());
R_BSP_SoftwareDelay(500,BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);//大概0.5 秒鐘
讀取一次
LED1_TOGGLE;
}
#ifBSP_TZ_SECURE_BUILD
/* Enter non-secure code */
R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

25.6.3

下載驗證

用USBTYPE-C線連接開發板“USB TO UART”接口跟電腦，在電腦端打開串口調試助手，把編譯好的程序下載到開發板。在串口調試助手可看到從ADC引腳讀出的模擬電壓數值。