【瑞萨RA_FSP】电位器电压采集

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一、硬件设计

野火启明6M5开发板的 ADC 电位器电路图如图所示。

可知，开发板板载的电位器连接到 P000 引脚， P000 引脚可以连接到MCU内部的 ADC 外设，从而对电位器输入的模拟信号进行采集。

二、软件设计

1. 文件结构

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

2. FSP配置

打开该工程的 FSP 配置界面进行配置。

首先依次点击 “Stacks” -> “Pins” -> “Peripherals” -> “ADC0” 来配置通道 AN000 对应的引脚为 P000。 如下图所示。

然后依次点击 “Stacks” -> “New Stack” -> “Analog” -> “ADC (r_adc)” 来配置ADC模块。 如下图所示。

ADC 的属性配置：


配置完成之后可以按下快捷键“Ctrl + S”保存， 最后点右上角的 “Generate Project Content” 按钮，让软件自动生成配置代码即可。

3. ADC初始化函数

void ADC_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()为整个外设设置操作模式、触发源、中断优先级和配置。如果启用了中断，该函数将注册一个回调函数指针，以便在扫描完成时通知用户。

• R_ADC_ScanCfg()配置ADC扫描参数。通道特定设置是在这个函数中设置的。

4. ADC中断回调函数

//ADC转换完成标志位
volatile bool scan_complete_flag = false;

void adc_callback(adc_callback_args_t * p_args)
{
   FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args);
   scan_complete_flag = true;
}

在FSP配置页面注册回调函数以及优先级，就可以使用来自ADC的中断回调函数了。

Tips： 通过ADC的中断回调函数来判断ADC是否转换完成。 需要定义了一个布尔类型的数据scan_complete_flag来当做ADC读取完成的标志位。 当没有转换完成的时候scan_complete_flag的值一直为false,单ADC触发中断的时候将scan_complete_flag的值变为true。

5. 如果未启用中断

如果未启用中断，则可使用R_ADC_StatusGet() API 用于轮询 ADC 以确定扫描何时完成。读取 API 函数用于访问转换后的 ADC 结果。这适用于支持校准的MCU的普通扫描和校准扫描。

6. ADC读取转换结果函数

ADC读取思路，在这里调用R_ADC_ScanStart触发相应的adc通道转换，当ADC转换完成之后会将scan_complete_flag标志位变为true。 当判断到标志位变为true后使用R_ADC_Read()或R_ADC_Read32()读取转换完成的数值。

/* 进行ADC采集，读取ADC数据并转换结果 */
double Read_ADC_Voltage_Value(void)
{
   uint16_t adc_data;
   double a0;

   (void)R_ADC_ScanStart(&g_adc0_ctrl);
   while (!scan_complete_flag) //等待转换完成标志
   {
      ;
   }
   scan_complete_flag = false; //重新清除标志位

   /* 读取通道0数据 */
   R_ADC_Read(&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &adc_data);
   /* ADC原始数据转换为电压值（ADC参考电压为3.3V） */
   a0 = (double)(adc_data*3.3/4095);

   return a0;
}

• R_ADC_ScanStart()启动软件扫描或启用扫描的硬件触发器，具体取决于触发器在R_ADC_Open调用中的配置方式。如果该单元被配置为ELC或外部硬件触发，那么该功能允许触发信号到达ADC单元。该函数不能控制触发器本身的生成。如果该单元被配置为软件触发，则该功能启动软件触发扫描。

• R_ADC_Read()从单通道或传感器寄存器读取转换结果，返回的数据为uint16_t型。

• R_ADC_Read32()从单通道或传感器寄存器读取转换结果，返回的数据为uint32_t型。

7. hal_entry入口函数

void hal_entry(void)
{
   LED_Init();         // LED 初始化
   Debug_UART4_Init(); // SCI4 UART 调试串口初始化

   /* ADC 初始化 */
   ADC_Init();

   printf("这是一个读取电位器ADC电压转换值的例程\r\n");
   printf("打开串口助手查看ADC转换结果，旋钮电位器，可以看到ADC值在一定范围之内发生变化\r\n");
   printf("开始读取ADC转换值：\r\n");


   while(1)
   {
      printf("a0 = %f\r\n", Read_ADC_Voltage_Value());
      R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); //大概0.5秒钟读取一次
      LED1_TOGGLE;
   }


#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
   /* Enter non-secure code */
   R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}