【Renesas RA6M4开发板之Arduino六路ADC采样】

RT-Thread单片机学习 2023-01-13 1224

描述

1.0 ADC简介

ADC(Analog-to-Digital Converter) 指模数转换器。是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。真实世界的模拟信号，例如温度、压力、声音或者图像等，需要转换成更容易储存、处理和发射的数字形式。模数转换器可以实现这个功能，在各种不同的产品中都可以找到它的身影。与之相对应的 DAC(Digital-to-Analog Converter)，它是 ADC 模数转换的逆向过程。ADC 最早用于对无线信号向数字信号转换。如电视信号，长短播电台发射接收等。

1.1 I/O 设备模型框架

如下图所示模数转换一般要经过采样、保持和量化、编码这几个步骤。在实际电路中，有些过程是合并进行的，如采样和保持，量化和编码在转换过程中是同时实现的。

Arduino

1.2 访问 ADC 设备

应用程序通过 RT-Thread 提供的 ADC 设备管理接口来访问 ADC 硬件，相关接口如下所示：

函数	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

2. RT-theard配置

2.1 硬件需求

实现功能：

板载Arduino拓展口六处模拟信号读取。

1、RA6M4开发板

Arduino

2、USB下载线，ch340串口和附带2根母母线，rx---p613;tx---p614

Arduino

实验中J13六处模拟信号需要焊接插针,方便调试

2.2 软件配置

Renesas RA6M4开发板环境配置参照：【基于 RT-Thread Studio的CPK-RA6M4 开发板环境搭建】

1、新建项目RA6M4-ADC工程

Arduino

2、在RT-theard Setting 硬件下开启ADC，使能ADC0

Arduino

3、打开RA Smart Congigurator，在Stacks中New Stack添加r_adc

Arduino

4、在Property的Module的Channel中勾选Channel0~5

Arduino 5、确认端口一一对应P000~P005

Arduino

6、然后Generate Project Content 同步更新刚刚配置的文件

Arduino

图形化配置已经完成，接下来配置相关代码

3. 代码分析

在src文件下新建test_adc.c和test_adc.h文件，其他不变。

Arduino

test_adc.c

/*
 * Copyright (c) 2006-2021, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2022-07-11     Asus       the first version
 */

#include 
#include 
#define ADC_NAME        "adc0"  /* ADC 设 备 名 称 */
#define ADC_CHANNEL       6     /* ADC 通 道个数 */
#define REFER_VOLTAGE    330    /* 参 考 电 压 3.3V,数 据 精 度 乘 以100保 留2位 小 数
*/
#define CONVERT_BITS (1 << 12) /* 转 换 位 数 为12位 */
static int adc_sample(int argc, char *argv[])
{
    rt_adc_device_t adc_dev;
    rt_uint32_t value, vol;
    rt_err_t ret = RT_EOK;
    /* 查 找 设 备 */
    adc_dev = (rt_adc_device_t)rt_device_find(ADC_NAME);
    if (adc_dev == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("adc sample run failed! can't find %s device!
", ADC_NAME);
        return RT_ERROR;
    }
    for (int var = 0; var < ADC_CHANNEL; ++var) {
        /* 使 能 设 备 */
        ret = rt_adc_enable(adc_dev, var);
        /* 读 取 采 样 值 */
        value = rt_adc_read(adc_dev, var);
        rt_kprintf("the value is :%d 
", value);
        /* 转 换 为 对 应 电 压 值 */
        vol = value * REFER_VOLTAGE / CONVERT_BITS;
        rt_kprintf("the voltage is :%d.%02d 
", vol / 100, vol % 100);
        /* 关 闭 通 道 */
        ret = rt_adc_disable(adc_dev, var);
    }
    return ret;
}
/* 导 出 到 msh 命 令 列 表 中 */
MSH_CMD_EXPORT(adc_sample, adc voltage convert sample);

test_adc.h

/*
 * Copyright (c) 2006-2021, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2022-07-11     Asus       the first version
 */
#ifndef TEST_ADC_H_
#define TEST_ADC_H_

static int adc_sample(int argc, char *argv[]);

#endif /* TEST_ADC_H_ */