rt-thread：_003STM32F429IGT BSP的ADC设备应用
基于RT-THREAD STM32F429IGT6 BSP的ADC设备应用
硬件平台：野火STM32挑战者 MCU：STM32F429IGT6
开发工具：
- MDK Version：5.25
- VSCode
- env
- STM32CubeMX Version：5.2.1
- rt-thread源码 Version：4.0.1
工具获取
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说明：
这次先介绍下ADC设备的操作方法，然后一步一步完成ADC设备的BSP过程。
该BSP主要实现使用ADC设备管理接口管理ADC采集电压信号，其中硬件图下图：
根据芯片手册，PC3引脚对应的adc通道情况，如下图：
ADC设备的操作方法
应用程序通过RT-Thred提供的adc设备管理接口操作adc设备，相关函数接口如下表:
| 方法名称 | 方法描述 |
|---|---|
| rt_device_find() | 根据 ADC 设备名称查找设备获取设备句柄 |
| rt_adc_enable() | 使能ADC设备 |
| rt_adc_read() | 读取adc设备数据 |
| rt_adc_disable() | 关闭adc设备 |
1. 查找 ADC 设备
在使用adc设备之前需要先查找adc设备句柄，通过下面函数完成：
rt_device_t rt_device_find(const char* name);
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| name | adc设备名字 |
| 返回 | 描述 |
| 设备句柄 | 无查找到正确的设备后返回对应的设备句柄 |
| RT_NULL | 没有查找到设备 |
根据 rt-thread 设备注册格式，一般注册到设备块的 adc 设备名字为adc0、adc1等等。
2. 使能 ADC 设备
跟我们前面使用pin设备一样，具体操作之前都得先使能，使能adc设备用如下函数完成：
rt_err_t rt_adc_enable(rt_adc_device_t dev, rt_uint32_t channel);
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| dev | ADC设备句柄 |
| channel | ADC设备所使用的通道 |
| 返回 | 描述 |
| RT_EOK | 使能成功 |
| -RT_ENOSYS | 使能失败，设备操作方法为空 |
| 其他值 | 使能失败 |
3. 读取ADC设备所在通道值
读取adc设备通道值使用如下函数完成：
rt_uint32_t rt_adc_read(rt_adc_device_t dev, rt_uint32_t channel);
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| dev | ADC设备句柄 |
| channel | ADC设备所使用的通道 |
| 返回 | 描述 |
| 读取到的值 | ADC设备通道读取到值 |
4. 关闭 ADC 设备
如果不再使用adc设备，则可以关闭adc设备，关闭adc设备用如下函数完成：
rt_err_t rt_adc_disable(rt_adc_device_t dev, rt_uint32_t channel);
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| dev | ADC设备句柄 |
| channel | ADC设备所使用的通道 |
| 返回 | 描述 |
| RT_EOK | 关闭成功 |
| -RT_ENOSYS | 关闭失败，设备操作方法为空 |
| 其他值 | 关闭失败 |
说明： 关闭之后可再次打开，也可再次关闭。即可以多次打开、关闭。一般我们如果非特殊要求，可以在FinSH终端来进行操作，随时打开或者关闭adc设备，所有支持的指令请看adc设备驱动的源码，已导出至FinSH终端。
下面介绍几种adc设备通过FinSH终端操作的指令：
- 查看adc设备是否存在，使用命令
adc probe adcx，其中adcx为注册adc设备的名字，如adc0，adc1，adc2等。
adc probe adc1 /* 查看名字为adc1的adc设备是否存在 */
- 使能adc设备，使用命令
adc enable channel，其中channel为adc设备所在的通道号。
adc enable 13 /* 使能通道13的adc设备 */
- 读取adc设备数据，使用命令
adc read channel，其中channel为adc设备所在的通道号。
adc read 13 /* 读取通道13的adc设备的数据 */
- 关闭adc设备，使用命令
adc disable channel，其中channel为adc设备所在的通道号。
adc disable 13 /* 关闭通道13的adc设备 */
ADC设备BSP
在前面的rt-thread：_001STM32F429IGT BSP前期准备过程中，我们建立模版，模版中已经通过STM32CubeMX默认完成了GPIO设备和UART设备所对应的外设及引脚配置。，所以在rt-thread：_002STM32F429IGT BSP的PIN设备应用里面我们都是直接用GPIO设备去管理led和key。
但是这次的adc设备的bsp，就需要使用STM32CubeMX先开启ADC外设，才能再通过adc设备驱动去操作完成应用功能。
下面开始ADC设备的BSP：
STM32CubeMX 配置
- 第一步
打开stm32f429-hlg-v1.0\board\CubeMX_Config下面的CubeMX_Config.ioc工程，依次配置如下图所示：
注意： 一定要点击序号3生成代码，不然配置没起作用。
这样adc外设片上外设就配置好了。
工程配置
这下步骤又跟rt-thread：_002STM32F429IGT BSP的PIN设备应用基本一样了，也是在模板rt-thread：_001STM32F429IGT BSP前期准备的基础上加入新的bsp应用程序即可。
- 第一步：
首先新建两个文件bsp_adc.c和bsp_adc.h；然后把bsp_adc.c放入bsp_src文件夹里，bsp_adc.h放入bsp_inc文件夹里。同时在
main.h里面添加bsp_adc的头文件，如下：
#include "bsp_inc/bsp_adc.h"
其中bsp_adc.h里面的代码如下：
#ifndef __BSP_ADC_H
#define __BSP_ADC_H
#include "applications/main.h"
#define ADC_DEV_NAME "adc1" /* 定义adc设备的名字 */
#define ADC_DEV_CHANNEL 13 /* 定义adc设备的通道 */
#define REFER_VOLTAGE 330 /* 定义adc设备的参考电压，比真实的硬件电压扩大了十倍，方便计算处理 */
#define CONVERT_BITS (1 << 12) /* 定义adc设备的转换精度 */
#define BSP_ADC_PRIORITY 9 /* 定义bsp_key线程的优先级 */
/* 声明函数 */
static void bsp_adc_thread_entry(void *parameter);
static void bsp_adc_sample(int arc, char *argv[]);
#endif
其中bsp_adc.c里面的代码如下：
#include "bsp_adc.h"
/* 定义adc设备控制块 */
static rt_adc_device_t bsp_adc_dev = RT_NULL;
/***************************************************************
* 函数： static void bsp_adc_thread_entry(void *parameter)
* 参数： 空指针
* 返回值：无
* 功能： adc线程，实现adc设备通道数据读取、转换以及打印
*****************************************************************/
static void bsp_adc_thread_entry(void *parameter)
{
volatile rt_uint32_t adc_value = 0;
rt_uint32_t vol = 0;
while (1)
{
/* 隔10s读一次adc设备所在通道数据，并进行处理 */
rt_thread_mdelay(10000);
adc_value = rt_adc_read(bsp_adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);
rt_kprintf("the value is: %d\n", adc_value);
vol = adc_value * REFER_VOLTAGE / CONVERT_BITS;
rt_kprintf("the voltage is : %d.%02d\n", vol / 100, vol % 100);
}
}
/***************************************************************
* 函数： static void bsp_adc_sample(int arc, char *argv[])
* 参数： int argc, char *argv[]
* 返回值：无
* 功能： 查找adc设备、使能adc设备、创建并启动adc线程
*****************************************************************/
static void bsp_adc_sample(int arc, char *argv[])
{
static rt_thread_t bsp_adc_tid = RT_NULL;
bsp_adc_dev = (rt_adc_device_t)rt_device_find(ADC_DEV_NAME);
if (bsp_adc_dev != RT_NULL)
{
rt_kprintf("adc device fined!\n");
}
rt_adc_enable(bsp_adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);
bsp_adc_tid = rt_thread_create("bsp_adc_tid", bsp_adc_thread_entry, RT_NULL, 512, BSP_ADC_PRIORITY, 10);
if (bsp_adc_tid != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(bsp_adc_tid);
}
}
/* 导出bsp_adc_sample命令至FinSH终端 */
MSH_CMD_EXPORT(bsp_adc_sample, bsp adc device sample);
- 第二步：
打开stm32f429-hlg-v1.0\board下面的Kconfig文件，在该文件的 menu "BSP module"配置模块下面添加如下图内容：
并在menu "On-chip Peripheral Drivers"配置下面添加下图内容：
有了这两个宏，那么在env工具里面就可以很方便的开启或者关闭该宏，如果开启该宏，则在rtconfig.h里面就会生成该宏，同时keil工程自动增加bsp_adc.c文件。
- 第三步：
打开stm32f429-hlg-v1.0\applications下面的SConscript编译链接脚本文件，在里面添加如下图内容：
- 第四步：
在env里输入menuconfig打开工程配置，开启Enable adc，如下图：
然后再去开启adc设备所在的通道，如下图：
然后一直按Esc至保存界面，选Yes保存退出。
说明： 如果是先去开启ADC1 channel13，然后再开启enable adc，那么会发现enable adc已经自动开启了。因为这两个使能项的配置宏都是RT_USING_ADC。
- 第五步：
在env输入scons --target=mdk5重新生成keil5工程；输入scons --target=mdk4重新生成keil4工程；输入scons --target=iar重新生成iar工程；输入scons --target=vsc更新VSCode头文件路径。
- 第六步：
打开keil5工程，然后就可以看到现在的工程目录结构如下图：
然后编译之后看看是否有错误或者警告。只要前面步骤没有出错，这里肯定不会要问题。
- 第七步：
下载程序到开发板。然后打开终端工具。在中断输入例程的导出命令bsp_adc_sample，便可以看到采集的电压信息。
再输入查看线程指令list_thread，便可以看到bsp_adc线程的运行基本信息，如下图：
再输入查看设备指令list_device，便可以看到adc设备的挂载的基本信息，如下图：
再来看下adc的其他终端指令操作，如下图：
到此，一个adc设备操作adc硬件，读取电压的bsp就彻底完成了。
总结
该bsp同样是在rt-thread：_001STM32F429IGT BSP前期准备的基础上增加adc的bsp。再结合env工具，可以快速实现工程配置。
文章链接
rt-thread：_001STM32F429IGT BSP前期准备
rt-thread：_002STM32F429IGT BSP的PIN设备应用
官网参考链接
RT-Thread ADC设备管理-官网连接