【南京中科微CSM32RV20开发板试用体验】不带扫描的ADC，如何实现多个模拟通道采样？

本文来源电子发烧友社区，作者：xcs101， 帖子地址：https://bbs.elecfans.com/jishu_2252385_1_1.html

本次实验旨在利用ADC结合UART，完成试用计划中的项目，实现对电源模块的控制。
一、ADC外设介绍
       CSM32RV20 内置了 1 个快速、高精度 ADC，内部集成高精度 1.2 V 基准源， 支持 13/14/15/16 位分辨率， 在分辨率和转换速度之间得到平衡。 ADC 工作时， VDD 电压要求大于 2.5 V。
注： 1） 推荐用户使用 ADC 时，将 ADC_CCR[5]写 1，否则会增大功耗；
        2） 分辨率出厂初始化， 用户不可更改。
        3）PGA通道对应模拟通道10，引脚PA12，相关参数在ADC寄存器中。

二、ADC功能

• 分辨率为13位，需29个ADC时钟周期完成一次转换
• 分辨率为14位，需45个ADC时钟周期完成一次转换
• 分辨率为15位，需77个ADC时钟周期完成一次转换
• 分辨率为16位，需141个ADC时钟周期完成一次转换
• ADC转换完成之后自动产生中断
• ADC时钟与总线时钟具有相同的时钟源，支持1/2/4/8分频
• ADC采样时钟推荐4MHz，最高不超过8MHz
• 支持单次模式和连续模式
• 连续模式下转换间隔可编程
• 支持软件触发和GPIO触发
• 可测量电压范围为0~VDD（VDD < 4.8 V）
• 支持外部基准
• 11个测量通道可选，最多支持9个触摸按键
• 支持待测量电压乘以1/4

三、库函数介绍
ADC共有4个库函数

1. //中断处理函数
2. void ADC_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("SiFive-CLIC-preemptible")));
3. //初始化函数
4. void ADC_Init_case1(void);//内部基准，测量PA4输入电压
5. //功能函数
6. uint32_t ADC_Conversion(void);//适用于非中断模式
7. void ADC_Soft_Start(void);//软件触发ADC，适用于中断模式

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• 中断处理函数
  
  
  
  1. void ADC_IRQHandler(void)
  2. {
  3.     if(ADC->ISR&0x04)//
  4.     {
  5.         ADC->CR &= ~0x02; //软件关闭ADC
  6.         //adc_result = ADC->DR;
  7.         //GPIO_Toggle(GPIOA,PIN9);
  8.     }
  9. }

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• 初始化函数
  
  
  

  
  

  
  
  
  

  1. void ADC_Init_case1(void)//内部基准，测量PA4输入电压
  2. {
  3.     ADC->CCR =   0<<20 //CCR[21:20]----------测试控制：00-关闭，01-VREFP输出，10-VREFN输出，11-Vt温度传感器输出
  4.                  |1<<19 //CCR[19]---------内部通道增益：0-1，1-1/4
  5.                  |0<<16 //CCR[21:20]-----------PGA增益：000-1，001-2，010-4......111-128
  6.                  |1<<13 //CCR[15:13]------内部基准选择：0-(1.7~0.498V)，1-(1.214~0V)
  7.                  |0<<12 //CCR[12]-------------基准来源：0-内部基准，1-外部基准
  8.                  |0<<8  //CCR[11:8]---------转换前延时：0000-不延时，0001-2^0个ADC时钟，0010-2^1个ADC时钟...1111-2^14个ADC时钟
  9.                  |3<<6  //CCR[7:6]------------时钟分频：00-不分频，01-2分频...11-8分频（时钟<=4M）
  10.                  |0<<5  //CCR[5]1/2VDD电压采集通道使能：0-关闭，1-使能
  11.                  |0<<4  //CCR[4]----------GPIO触发模式：0-上升沿触发，1-下降沿触发
  12.                  |0<<2  //CCR[7:6]----------触发信号源：00-软件触发，01/10-保留，11-GPIO触发
  13.                  |0<<1  //CCR[1]--------------采样模式：0-单次模式，1-连续模式
  14.                  |1<<0; //CCR[0]--------------电源开关：0-OFF，1-ON
  15.  
  16.     Delay32M_us(20);//ADC电源开启需要时间
  17.  
  18.     ADC->SEL = 3; //测量通道选择：0-PTAT,1-1/2VDD,2-PAD3,3-PAD4,4-PAD5,5-PAD6,6-PAD7,7-PAD8,8-PAD9,9-PAD10,10-NTC,11-VDD,其它-无
  19.    ADC->IER |= 0<<2 //IER[2]--------中断使能：0-非中断模式，1-中断模式，默认为0；
  20.     GPIO_MODE_Init(GPIOA,PIN4,GPIO_MODE_ANALOG);//设置GPIO为ADC输入
  21. }

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• 功能函数
          通过ADC_Conversion(void)函数可实现ADC软启动，并返回采样值，ADC最大分辨率为16位，数据存放在ADC_DR寄存器，采用小端对齐。
  
  
  
  
  

  1. uint32_t ADC_Conversion(void)//适用于非中断模式
  2. {
  3.     uint32_t adc_result;
  4.  
  5.     //控制寄存器
  6.     ADC->CR = 1; //1：开启转换，0：结束转换
  7.     while(!(ADC->ISR&0x04));
  8.     adc_result = ADC->DR;
  9.  
  10.     return adc_result;
  11. }

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          库函数中软软件触发程序有误，应该将ADC_CR[0]置1启动，程序里写成将ADC_CR[1]置1启动。
  

  
          应修改如下：
  
  
  

  1. void ADC_Soft_Start(void)//软件触发ADC，适用于中断模式
  2. {
  3.     ADC->CR |= 0x01;
  4. }

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四、轮流读取各通道数据功能实现

• 修改初始化函数如下:
  
  
  
  1. ADC_Init(uint32_t ch)
  2. {
  3. ADC->CCR =   0<<20 //CCR[21:20]----------测试控制：00-关闭，01-VREFP输出，10-VREFN输出，11-Vt温度传感器输出
  4.                  |1<<19 //CCR[19]---------内部通道增益：0-1，1-1/4
  5.                  |0<<16 //CCR[21:20]-----------PGA增益：000-1，001-2，010-4......111-128
  6.                  |1<<13 //CCR[15:13]------内部基准选择：0-(1.7~0.498V)，1-(1.214~0V)
  7.                  |0<<12 //CCR[12]-------------基准来源：0-内部基准，1-外部基准
  8.                  |0<<8  //CCR[11:8]---------转换前延时：0000-不延时，0001-2^0个ADC时钟，0010-2^1个ADC时钟...1111-2^14个ADC时钟
  9.                  |3<<6  //CCR[7:6]------------时钟分频：00-不分频，01-2分频...11-8分频（时钟<=4M）
  10.                  |0<<5  //CCR[5]1/2VDD电压采集通道使能：0-关闭，1-使能
  11.                  |0<<4  //CCR[4]----------GPIO触发模式：0-上升沿触发，1-下降沿触发
  12.                  |0<<2  //CCR[7:6]----------触发信号源：00-软件触发，01/10-保留，11-GPIO触发
  13.                  |0<<1  //CCR[1]--------------采样模式：0-单次模式，1-连续模式
  14.                  |1<<0; //CCR[0]--------------电源开关：0-OFF，1-ON
  15.  
  16.     Delay32M_us(20);//ADC电源开启需要时间
  17.  
  18.     ADC->SEL = ch; //测量通道选择：0-PTAT,1-1/2VDD,2-PAD3,3-PAD4,4-PAD5,5-PAD6,6-PAD7,7-PAD8,8-PAD9,9-PAD10,10-NTC,11-VDD,其它-无
  19.     if(ch>2&ch<9)
  20.     {GPIO_MODE_Init(GPIOA,ch,GPIO_MODE_ANALOG)}//设置GPIO为ADC输入
  21.     else if(ch=10)
  22.     {GPIO_MODE_Init(GPIOA,PIN12,GPIO_MODE_ANALOG)}
  23. }

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• 实现多通道采样
  
  
  
  1. uint32_t ch_value[3];
  2. /*初始化通道1*/
  3. ADC_Init(1);
  4. /*获取通道1数据*/
  5. ch_value[0] = ADC_Conversion();
  6. Delay32M_us(20);
  7. /*初始化通道2*/
  8. ADC_Init(2);
  9. /*获取通道2数据*/
  10. ch_value[1] = ADC_Conversion();
  11. /*初始化通道3*/
  12. ADC_Init(3);
  13. /*获取通道3数据*/
  14. ch_value[2] = ADC_Conversion();
  15. /*通过串口1发送3个通道数据*/
  16. Uart_Send(UART1ch_value,3);

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• 实现比较控制
  /*当输入模拟量不在设置值中时，对应报警灯亮*/
  /*初始化设置值，数组前一位为上限，后一位为下限*/
  
  
  
  1. uint32_t SET1_value[2];
  2. uint32_t SET2_value[2];
  3. uint32_t SET3_value[2];
  4. SET1_value[0] = 5;
  5. SET1_value[1] =25;
  6. SET2_value[0] = 5;
  7. SET2_value[1] =25;
  8. SET3_value[0] = 5;
  9. SET3_value[1] =25;
  10. if(ch_value[0]>SET1_value[0] &ch_value[1][1]>
  11.   GPIO_Write(GPIOA,PIN9,GPIO_RESET);
  12. else
  13.   GPIO_Write(GPIOA,PIN9,GPIO_SET);
  14. if(ch_value[1]>SET2_value[0] &ch_value[1][1]>
  15.   GPIO_Write(GPIOA,PIN11,GPIO_RESET);
  16. else
  17.   GPIO_Write(GPIOA,PIN11,GPIO_SET);
  18. if(ch_value[2]>SET3_value[0] &ch_value[1][1]>
  19.   GPIO_Write(GPIOA,PIN13,GPIO_RESET);
  20. else
  21.   GPIO_Write(GPIOA,PIN13,GPIO_SET);

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四、总结
        到此，本次试用按计划完成开发板的学习试用，相关UART的接收发送程序参考之前的文章，比如设置值如何用串口更新，如何将采样值发送出去。
        通过本次试用感受到国产芯片的进步。其外设使用的便利性，为我们开发缩短周期。但是芯片配套生态系统对比进口芯片明显不足，缺少初始化配置软件，用户手册编写比较简单，内容不够充实，排版不能较好结合开发人员的思路，另外官方提供的库函数存在较为明显的BUG。
        希望有更多的网友一起在后续使用中共同探讨CSM32RV20，也希望厂商能尽快对接国际大厂的发展思路，对相关软件进行研发升级，对芯片的BUG进行改进。
        最后感谢南京中科微和电子发烧友提供这个机会，以上仅代表个人现阶段想法，如有不妥，请及时指出，有任何建议，欢迎最下方留言区留言！