RA MCU众测宝典 | ADC/DAC之【RA2L1】DAC电压输出及ADC电压采集实验

 

“RA MCU众测宝典”ADC/DAC通信专题上线啦！

 

咱们接下来要解锁嵌入式开发中“连接模拟与数字世界”的关键技能——ADC/DAC 专题。

 

这次，瑞萨嵌入式小百科将和大家一起聚焦【瑞萨RA2L1】开发板，一步步玩转DAC电压输出与ADC电压采集：从12位DAC的引脚配置、ADC的单通道扫描设置，到代码中实现电压值的动态调整与串口打印，一起感受“数字信号转模拟电压”“模拟电压变数字数据”的奇妙过程。

 

开启宝典

1

前言
 

 

本次实验内容是先用DAC做电压输出，再用ADC进行电压采集，最后在串口打印查看。

 

 

2

硬件部分

2.1

DAC

DAC为数字/模拟转换模块，顾名思议，它的作用就是把输入的数字编码，转换成对应的模拟电压输出，它的功能与ADC相反。

 

在常见的数字信号系统中，大部分传感器信号被化成电压信号，而ADC把电压模拟信号转换成易于计算机存储、处理的数字编码，由计算机处理完成后，再由DAC输出电压模拟信号，该电压模拟信号常常用来驱动某些执行器件，使人类易于感知。如音频信号的采集及还原就是这样一个过程。

 

RA2L1开发板搭载的R7FA2L1AB2DFL芯片拥有12位的DAC。

 

2.2

ADC

ADC即模拟-数字转换器（Analog-to-digital converter），是一种用于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。就比如我们可以将我们生活中的温度、压力、声音这样的模拟信号通过ADC转化为可以通过单片机处理的数字信号。

 

RA2L1开发板搭载的R7FA2L1AB2DFL芯片拥有12位的ADC。

 

3

软件部分
 

 

将先前的P项目模板复制一份，重命名为02_DAC-ADC-Voltage

 

3.1

配置DAC

先进入Pins页面。

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再来到Stacks页面。

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最后配置DAC的属性。

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3.1

配置ADC

进入Pins页面。

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进入Stacks页面。

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配置完成后，生成项目代码。

 

3.3

编写代码

3.3.1 新建adc.h

新建文件adc.h，加入以下代码

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#ifndef ADC_H_#define ADC_H_voidadc0_waitComplete();#endif

 

3.3.2 新建adc.c

这段代码中实现了adc的回调函数adc0_callback，当ADC扫描完成时会自动调用。在回调函数中将标志位scan_complete_flag设为true，以便adc0_waitComplete函数退出死循环。

 

新建文件adc.c，加入以下代码

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#include"adc.h"#include"hal_data.h"
volatilestaticbool scan_complete_flag = true;voidadc0_callback(adc_callback_args_t *p_args){    FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args);    scan_complete_flag = true;}
voidadc0_waitComplete(){    scan_complete_flag = false;    while (!scan_complete_flag)    {        /* Wait for callback to*/    }}

 

3.3.3 修改hal_entry.c

在这里要实现用DAC输出电压，ADC采集电压，每隔200ms递增或递减一次DAC输出的电压值，同时打印到串口。

 

在hal_entry.c的文件开头加入：

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#include"adc.h"uint16_t adc_data = 0;

 

在hal_entry函数中加入：

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typedefenum    {        up,        down    } Direction;    Direction d = up;    uint16_t dac_value = 0;    Debug_UART9_Init(); // SCI9 UART 调试串口初始化    g_dac0.p_api->open(&g_dac0_ctrl, &g_dac0_cfg);    g_dac0.p_api->start(&g_dac0_ctrl);
    g_adc0.p_api->open(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_cfg);    g_adc0.p_api->scanCfg(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_channel_cfg);    while (1)    {        g_dac0.p_api->write(&g_dac0_ctrl, dac_value);        g_adc0.p_api->scanStart(&g_adc0_ctrl);        adc0_waitComplete();        g_adc0.p_api->read(&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &adc_data);        double volt = (double)(adc_data / 4095.0) * 3.3;        printf("adc_data: %d, 电压: %.3lf V\n", adc_data, volt);        if (d == up)        {            dac_value += 500;        }        else        {            dac_value -= 500;        }        if (dac_value >= 4000)        {            d = down;        }        if (dac_value == 0)        {            d = up;        }        R_BSP_SoftwareDelay(200, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);    }

 

注意，这里是用了面向对象的编程方法，参考教程为：《ARM嵌入式系统中面向对象的模块编程方法》基于DShanMCU-RA6M5（瑞萨MCU）。

 

也可以用瑞萨FSP库的函数编程，一样的。例如：

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g_dac0.p_api->write(&g_dac0_ctrl, dac_value);

 

就可以用FSP库代替。

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R_DAC_Write(&g_dac0_ctrl, dac_value);

 

4

下载测试

 

把编译好的程序下载到开发板并复位，将P000引脚与P014引脚短接，打开串口助手，可观察到输出的adc值与算得的电压值。

 

点击可查看大图

 

5

工程附件

 

工程附件链接

https://ramcu.cn/uploads/02_DAC-ADC-Voltage_1751363208.zip

 

完成【RA2L1】开发板的ADC/DAC实验，是不是对“模拟与数字信号的转换”有了更直观的认知？

 

 

从DAC输出电压的递增递减，到ADC精准采集后换算成具体电压值并打印，每一步都让我们掌握了嵌入式系统处理模拟信号的核心方法。这些在后续做传感器项目（比如温感、光敏采集）时都能用得上。

 

 

下一个新专题“IIC”已经安排上了——接下来咱们要解锁“嵌入式多设备协同通信”的技能，比如通过IIC连接温湿度传感器、OLED显示屏，实现多模块的数据交互。关注瑞萨嵌入式小百科，咱们马上开启“设备组网通信”的新学习之旅！