【干货分享】在 RA-Eco-RA6M4开发板上实现 ADC 电压的 LabVIEW 数据采集

电子发烧友论坛 2025-08-21 1206

描述

本文介绍了 RA-Eco-RA6M4-100PIN-V1.0 开发板通过 LabVIEW 上位机实现 ADC 电压数据采集的项目设计，采用串口发送和串口中断查询两种方案。
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RA-Eco-RA6M4-100PIN-V1.0开发板，主控芯片为R7FA6M4AF3CFP。瑞萨电子 RA6M4 微控制器 (MCU) 产品群使用了支持 TrustZone 的高性能 Arm Cortex-M33 内核。与片内的 Secure Crypto Engine（SCE）配合使用，可提供安全芯片的功能。集成带有专用 DMA 的以太网 MAC，可确保高数据吞吐率。RA6M4 采用高效的 40nm 工艺，由基于 FreeRTOS 的灵活配置软件包 (FSP) 这一开放且灵活的生态系统概念提供支持，并能够扩展以使用其他实时操作系统（RTOS）和中间件。RA6M4 适用于物联网应用的需求，如以太网、面向未来应用的安全功能、大容量嵌入式 RAM 和较低功耗（从闪存运行 CoreMark 算法，低至 99µA/MHz）。

一、项目介绍

开发板工程调试：串口输出 JSON 格式的 ADC 值及其电压转换值；

LabVIEW 上位机设计：包括前面板和程序框图的设计等；

LabVIEW 测试与程序优化：通过串口获取芯片发送的 ADC 数据，提高响应速度、减小延迟；

使用串口中断方案实现 ADC 数值和电压数据的采集，以及相应的 LabVIEW 上位机设计。

二、工程调试

在前面完成 UART 串口输出 ADC 数值和电压转换数值的基础上，修改输出格式为 JSON，关键代码如下

#include "hal_data.h"FSP_CPP_HEADERvoid R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);FSP_CPP_FOOTERfsp_err_t err = FSP_SUCCESS;volatile bool uart_send_complete_flag = false;void user_uart_callback (uart_callback_args_t * p_args){ if(p_args->event == UART_EVENT_TX_COMPLETE) { uart_send_complete_flag = true; }}/*------------- UART redirection printf -------------*/#ifdef __GNUC__ #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)#else#endifPUTCHAR_PROTOTYPE{ err = R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl, (uint8_t *)&ch, 1); if(FSP_SUCCESS != err) __BKPT(); while(uart_send_complete_flag == false){} uart_send_complete_flag = false; return ch;}int _write(int fd,char *pBuffer,int size){ for(int i=0;i { __io_putchar(*pBuffer++); } return size;}/*------------- ADC callback -------------*/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;}void hal_entry(void){ /* TODO: add your own code here */ /* Open the transfer instance with initial configuration. */ err = R_SCI_UART_Open(&g_uart9_ctrl, &g_uart9_cfg); assert(FSP_SUCCESS == err); //printf("hello world!\n"); /* Initializes the module. */ err = R_ADC_Open(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_cfg); /* Handle any errors. This function should be defined by the user. */ assert(FSP_SUCCESS == err); /* Enable channels. */ err = R_ADC_ScanCfg(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_channel_cfg); assert(FSP_SUCCESS == err); while(1) { uint16_t adc_data0=0; double a0; // define voltage value /* Enable scan triggering from ELC events. */ (void) R_ADC_ScanStart(&g_adc0_ctrl); scan_complete_flag = false; while (!scan_complete_flag) { /* Wait for callback to set flag. */ } err = R_ADC_Read(&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &adc_data0); assert(FSP_SUCCESS == err); a0 = (double)(adc_data0/4095.0)*3.3; // define voltage formula //printf("P000(AN0)=%d,voltage=%f\n",adc_data0,a0); printf("{\"value\": %d, \"voltage\": %f}\n",adc_data0,a0); R_BSP_SoftwareDelay (1000, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); }#if BSP_TZ_SECURE_BUILD /* Enter non-secure code */ R_BSP_NonSecureEnter();#endif}

保存文件，右键项目 - 构建程序，

右键项目 - 调试项目 - 上传固件至开发板。

串口测试

TypeC - USB 数据线连接开发板串口和电脑；
打开串口调试助手，配置对应的波特率等参数；
打开串口，即可接收芯片发送的字符串

LabVIEW

此时串口输出数据为标准 JSON 格式，便于后续 LabVIEW 数值读取。

三、LabVIEW 上位机

包括前面板设计、程序框图设计两部分。

前面板

LabVIEW

使用方法

串口配置：端口号、波特率等；
单击运行按钮，设置文件保存路径；
点击 START 按钮，开始连续采集数据；
采集完成后，点击 STOP 按钮结束程序，数据自动保存至设定路径文件。

程序框图

LabVIEW

连续采集

LabVIEW

动态效果见底部视频。

数据保存

点击 Stop 按钮，停止数据采集，文件自动保存至预设路径，3 列数据依次为日期-时间-数值

LabVIEW

四、串口中断

除了上述串口不间断发送数据的方案，还可以使用 串口中断 实现 ADC 数据的自动采集。

工程代码

#include "hal_data.h"FSP_CPP_HEADERvoid R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);FSP_CPP_FOOTERfsp_err_t err = FSP_SUCCESS;volatile bool uart_send_complete_flag = false;volatile bool uart_receive_complete_flag = false;uint8_t uart_rx_buffer[3] = {0}; // storage the received ordersvoid user_uart_callback (uart_callback_args_t * p_args){ if(p_args->event == UART_EVENT_TX_COMPLETE) { uart_send_complete_flag = true; } else if(p_args->event == UART_EVENT_RX_COMPLETE) { uart_receive_complete_flag = true; }}/*------------- UART redirection printf -------------*/#ifdef __GNUC__ #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)#else#endifPUTCHAR_PROTOTYPE{ err = R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl, (uint8_t *)&ch, 1); if(FSP_SUCCESS != err) __BKPT(); while(uart_send_complete_flag == false){} uart_send_complete_flag = false; return ch;}int _write(int fd,char *pBuffer,int size){ for(int i=0;i { __io_putchar(*pBuffer++); } return size;}/*------------- ADC callback -------------*/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;}void hal_entry(void){ /* TODO: add your own code here */ /* Open the transfer instance with initial configuration. */ err = R_SCI_UART_Open(&g_uart9_ctrl, &g_uart9_cfg); assert(FSP_SUCCESS == err); // start interrupt err = R_SCI_UART_Read(&g_uart9_ctrl, uart_rx_buffer, 3); assert(FSP_SUCCESS == err); /* Initializes the module. */ err = R_ADC_Open(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_cfg); /* Handle any errors. This function should be defined by the user. */ assert(FSP_SUCCESS == err); /* Enable channels. */ err = R_ADC_ScanCfg(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_channel_cfg); assert(FSP_SUCCESS == err); while(1) { uint16_t adc_data0=0; double a0; // define voltage value // check if receive order if(uart_receive_complete_flag) { uart_receive_complete_flag = false; // check if `55 AA 10` or `55 AA 11` if(uart_rx_buffer[0] == 0x55 && uart_rx_buffer[1] == 0xAA) { /* Enable scan triggering from ELC events. */ (void) R_ADC_ScanStart(&g_adc0_ctrl); scan_complete_flag = false; while (!scan_complete_flag) { /* Wait for callback to set flag. */ } err = R_ADC_Read(&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &adc_data0); assert(FSP_SUCCESS == err); a0 = (double)(adc_data0/4095.0)*3.3; // define voltage formula if(uart_rx_buffer[2] == 0x10) // send ADC value { printf("%d\n", adc_data0); } else if(uart_rx_buffer[2] == 0x11) // send ADC voltage { printf("%f\n", a0); } } // restart UART receive err = R_SCI_UART_Read(&g_uart9_ctrl, uart_rx_buffer, 3); assert(FSP_SUCCESS == err); } R_BSP_SoftwareDelay (100, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); }#if BSP_TZ_SECURE_BUILD /* Enter non-secure code */ R_BSP_NonSecureEnter();#endif}

保存文件，右键项目 - 构建程序，

右键项目 - 调试项目 - 上传固件至开发板。