Однократное и непрерывное измерение ADC: различия между версиями

Материал из MIK32 микроконтроллер
Нет описания правки
м (Исправление орфографических ошибок)
 
(не показано 18 промежуточных версий 2 участников)
Строка 2: Строка 2:


== Работа с конфигуратором (В разработке) ==
== Работа с конфигуратором (В разработке) ==
Для начала настроем в конфигураторе тактирование mik32, например, от внешнего кварца 32МГц. Затем настроем делители шины. Так как АЦП тактируется от шины APB_P_CLK, то зададим делители AHB_DIV и APB_P_DIV. В данном примере оставим делители по умолчанию. В итоге вкладка с тактированием должна выглядеть так:
Для начала настроим в конфигураторе тактирование mik32, например, от внешнего кварца 32МГц. Затем настроим делители шины. Так как АЦП тактируется от шины APB_P_CLK, то зададим делители AHB_DIV и APB_P_DIV. В данном примере оставим делители по умолчанию. В итоге вкладка с тактированием должна выглядеть так:


(Картинка тактирования из конфигуратора. В работе)
(Картинка тактирования из конфигуратора. В работе)
Строка 9: Строка 9:


После этого появится настройки канала и источника опорного напряжения (ИОН). Выберем 5-й канал АЦП, которому соответствует вывод Port0.9.  
После этого появится настройки канала и источника опорного напряжения (ИОН). Выберем 5-й канал АЦП, которому соответствует вывод Port0.9.  
[[Файл:Настройки АЦП в конфигураторе.png|мини|Настройки АЦП в конфигураторе]]
[[Файл:Настройки ADC в конфигураторе.png|мини|Рисунок 2 - настройки ADC в конфигураторе]]
В АЦП есть 3 источника опорного напряжения. Внутренний считается встроенным в АЦП. Настраиваемый ИОН и источник от внешнего вывода ADC_REF считаются внешними по отношению к внутреннему ИОН АЦП. Выберем "Внешний вывод ADC REF".
В АЦП есть 3 источника опорного напряжения. Внутренний считается встроенным в АЦП. Настраиваемый ИОН и источник от внешнего вывода ADC_REF считаются внешними по отношению к внутреннему ИОН АЦП. Выберем "Внутренний".


В итоге настройки таймера в конфигураторе должны выглядеть как на рисунке.
В итоге настройки таймера в конфигураторе должны выглядеть как на рисунке.
Строка 17: Строка 17:


== Использование библиотеки HAL_ADC ==
== Использование библиотеки HAL_ADC ==
В сгенерированном проекте в файле main.c должна быть функция ADC_Init, в которой будут заданы настройки для ADC. Выглядит она так:<syntaxhighlight lang="c" line="1">
В сгенерированном проекте в файле main.c должна быть функция ADC_Init, в которой будут заданы настройки для ADC. Выглядит она так:
{{#spoiler:show=Развернуть код|hide=Свернуть код|
<syntaxhighlight lang="c" line="1">
static void ADC_Init(void)
static void ADC_Init(void)
{
{
Строка 28: Строка 30:
     HAL_ADC_Init(&hadc);
     HAL_ADC_Init(&hadc);
}
}
</syntaxhighlight>Кроме этого в функции SystemClock_Config приведены настройки для тактирования. Убедитесь что в PeriphClkInit.PMClockAPB_P присутствует PM_CLOCK_ANALOG_REG_M. Для смены функции вывода на аналоговую должен быть затактирован контроллер выводов (в PeriphClkInit.PMClockAPB_M должен быть PM_CLOCK_PAD_CONFIG_M или PMCLOCKAPB_M_DEFAULT).  Сама функция должна выглядеть примерно так:
</syntaxhighlight>
}}
Кроме этого в функции SystemClock_Config приведены настройки для тактирования. Убедитесь что в PeriphClkInit.PMClockAPB_P присутствует PM_CLOCK_ANALOG_REG_M. Для смены функции вывода на аналоговую должен быть затактирован контроллер выводов (в PeriphClkInit.PMClockAPB_M должен быть PM_CLOCK_PAD_CONFIG_M или PMCLOCKAPB_M_DEFAULT).  Сама функция должна выглядеть примерно так:
{{#spoiler:show=Развернуть код|hide=Свернуть код|
<syntaxhighlight lang="c" line="1">
void SystemClock_Config(void)
{
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInit = {0};
    RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};
 
    RCC_OscInit.OscillatorEnable = RCC_OSCILLATORTYPE_OSC32K | RCC_OSCILLATORTYPE_OSC32M; 
    RCC_OscInit.OscillatorSystem = RCC_OSCILLATORTYPE_OSC32M;                         
    RCC_OscInit.AHBDivider = 0;                           
    RCC_OscInit.APBMDivider = 0;                           
    RCC_OscInit.APBPDivider = 0;                           
    RCC_OscInit.HSI32MCalibrationValue = 0;                 
    RCC_OscInit.LSI32KCalibrationValue = 0;
    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInit);
 
    PeriphClkInit.PMClockAHB = PMCLOCKAHB_DEFAULT;   
    PeriphClkInit.PMClockAPB_M = PMCLOCKAPB_M_DEFAULT | PM_CLOCK_WU_M | PM_CLOCK_PAD_CONFIG_M;   
    PeriphClkInit.PMClockAPB_P = PMCLOCKAPB_P_DEFAULT | PM_CLOCK_UART_0_M | PM_CLOCK_ANALOG_REG_M;   
    PeriphClkInit.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_NO_CLK;
    PeriphClkInit.RTCClockCPUSelection = RCC_RTCCLKCPUSOURCE_NO_CLK;
    HAL_RCC_ClockConfig(&PeriphClkInit);
}
</syntaxhighlight>
}}
Для демонстрации вывода текста в PeriphClkInit.PMClockAPB_P присутствует PM_CLOCK_UART_0_M. У вас его может не быть так как UART нужно включить отдельно. Для этого нужно подключить библиотеки uart_lib и xprintf.
{{#spoiler:show=Развернуть код|hide=Свернуть код|
<syntaxhighlight lang="c" line="1">
#include "mik32_hal_rcc.h"
#include "mik32_hal_adc.h"
 
#include "uart_lib.h"
#include "xprintf.h"
</syntaxhighlight>
}}
Для инициализации UART в функции main, после функции тактирования SystemClock_Config, следует написать:
<syntaxhighlight lang="c" line="1" start="1">
UART_Init(UART_0, 3333, UART_CONTROL1_TE_M | UART_CONTROL1_M_8BIT_M, 0, 0);
</syntaxhighlight>
Скорость UART задается делителем во втором аргументе функции. При такой записи скорость будет 9600 бод.
 
В начале main.c можно видеть объявление структуры с набором настроек для АЦП, которую использует функция инициализации ADC_Init.
{{#spoiler:show=Развернуть код|hide=Свернуть код|
<syntaxhighlight lang="c" line="1">
ADC_HandleTypeDef hadc;
 
void SystemClock_Config(void);
static void ADC_Init(void);
</syntaxhighlight>
}}
Для запуска однократного измерения следует использовать функцию HAL_ADC_Single. Для получения значения используйте функцию HAL_ADC_WaitAndGetValue.
 
Функция main должна выглядеть примерно так:
{{#spoiler:show=Развернуть код|hide=Свернуть код|
<syntaxhighlight lang="c" line="1">
int main()
{   
 
    SystemClock_Config();
 
    UART_Init(UART_0, 3333, UART_CONTROL1_TE_M | UART_CONTROL1_M_8BIT_M, 0, 0);
 
    ADC_Init();
 
    uint16_t value = 0;
 
    while (1)
    {   
        HAL_ADC_Single(&hadc);
        value = HAL_ADC_WaitAndGetValue(&hadc);
 
        xprintf("ADC: %d (V = %d,%03d)\n", value, ((value*1200)/4095)/1000, ((value*1200)/4095)%1000);
 
        for (volatile int i = 0; i < 1000000; i++);
    }
     
}
</syntaxhighlight>
}}
[[Файл:АЦП пример 1.png|мини|Рисунок 3 - вывод UART]]
[[Файл:АЦП пример 2.png|мини|Рисунок 4 - вывод UART в примере с внешнем ОИН]]
[[Файл:АЦП пример 3.png|мини|Рисунок 5 - Вывод UART в примере с АЦП в непрерывном режиме]]
Подадим на вывод Port0.9 напряжение 0.6В. Вывод UART можно видеть на рисунке 3. АЦП может выводить немного другое значение, так как источники напряжения и сам АЦП имеют погрешность.
 
Теперь изменим ИОН на внешний от вывода ADC_REF - Port1.10. Это можно сделать в конфигураторе, либо в функции ADC_Init, которая должна выглядеть так:
{{#spoiler:show=Развернуть код|hide=Свернуть код|
<syntaxhighlight lang="c" line="1">
static void ADC_Init(void)
{
    hadc.Instance = ANALOG_REG;
 
    hadc.Init.Sel = ADC_CHANNEL5;
    hadc.Init.EXTRef = ADC_EXTREF_ON; /* Выбор источника опорного напряжения: «1» - внешний; «0» - встроенный */
    hadc.Init.EXTClb = ADC_EXTCLB_ADCREF; /* Выбор источника внешнего опорного напряжения: «1» - внешний вывод; «0» - настраиваемый ОИН */
 
    HAL_ADC_Init(&hadc);
}
</syntaxhighlight>
}}
Функция main без изменений.
 
Подадим на вывод ADC_REF (Port1.10 ) 1.2В, а на вывод АЦП5 (Port0.9) 0.6В. Вывод UART изображен на рисунке 4. АЦП может выводить немного другое значение, так как источники напряжения и сам АЦП имеют погрешность.
 
Для запуска АЦП в непрерывном режиме следует использовать функцию HAL_ADC_ContiniusEnable, а для считывания результата преобразования HAL_ADC_GetValue.
{{#spoiler:show=Развернуть код|hide=Свернуть код|
<syntaxhighlight lang="c" line="1">
static void ADC_Init(void)
{
    hadc.Instance = ANALOG_REG;
 
    hadc.Init.Sel = ADC_CHANNEL5;
    hadc.Init.EXTRef = ADC_EXTREF_OFF; /* Выбор источника опорного напряжения: «1» - внешний; «0» - встроенный */
    hadc.Init.EXTClb = ADC_EXTCLB_ADCREF; /* Выбор источника внешнего опорного напряжения: «1» - внешний вывод; «0» - настраиваемый ОИН */
 
    HAL_ADC_Init(&hadc);
}
</syntaxhighlight>
}}
Функция main должна выглядеть примерно так:
{{#spoiler:show=Развернуть код|hide=Свернуть код|
<syntaxhighlight lang="c" line="1">
int main()
{   
 
    SystemClock_Config();
 
    UART_Init(UART_0, 3333, UART_CONTROL1_TE_M | UART_CONTROL1_M_8BIT_M, 0, 0);
 
    ADC_Init();
 
    uint16_t value = 0;
    HAL_ADC_ContiniusEnable(&hadc);
 
    while (1)
    {   
        value = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
 
        xprintf("ADC: %d (V = %d,%03d)\n", value, ((value*1200)/4095)/1000, ((value*1200)/4095)%1000);
 
        for (volatile int i = 0; i < 1000000; i++);
    }
     
}
</syntaxhighlight>
}}
Подадим на вывод АЦП5 (Port0.9) 0.6В. Вывод UART изображен на рисунке 5. АЦП может выводить немного другое значение, так как источники напряжения и сам АЦП имеют погрешность.

Текущая версия от 15:40, 27 августа 2023

В примере будут запущены измерения ADC (АЦП) в однократном и непрерывном режиме.

Работа с конфигуратором (В разработке)

Для начала настроим в конфигураторе тактирование mik32, например, от внешнего кварца 32МГц. Затем настроим делители шины. Так как АЦП тактируется от шины APB_P_CLK, то зададим делители AHB_DIV и APB_P_DIV. В данном примере оставим делители по умолчанию. В итоге вкладка с тактированием должна выглядеть так:

(Картинка тактирования из конфигуратора. В работе)

Затем перейдем к настройке самого АЦП. Для этого откроем вкладку АЦП и нажмем включить.

После этого появится настройки канала и источника опорного напряжения (ИОН). Выберем 5-й канал АЦП, которому соответствует вывод Port0.9.

Рисунок 2 - настройки ADC в конфигураторе

В АЦП есть 3 источника опорного напряжения. Внутренний считается встроенным в АЦП. Настраиваемый ИОН и источник от внешнего вывода ADC_REF считаются внешними по отношению к внутреннему ИОН АЦП. Выберем "Внутренний".

В итоге настройки таймера в конфигураторе должны выглядеть как на рисунке.

Нажимаем кнопку сохранения и генерации. В итоге у нас появится проект для PlatformIo. Далее работа идет в visual studio code.

Использование библиотеки HAL_ADC

В сгенерированном проекте в файле main.c должна быть функция ADC_Init, в которой будут заданы настройки для ADC. Выглядит она так:

Кроме этого в функции SystemClock_Config приведены настройки для тактирования. Убедитесь что в PeriphClkInit.PMClockAPB_P присутствует PM_CLOCK_ANALOG_REG_M. Для смены функции вывода на аналоговую должен быть затактирован контроллер выводов (в PeriphClkInit.PMClockAPB_M должен быть PM_CLOCK_PAD_CONFIG_M или PMCLOCKAPB_M_DEFAULT). Сама функция должна выглядеть примерно так:

Для демонстрации вывода текста в PeriphClkInit.PMClockAPB_P присутствует PM_CLOCK_UART_0_M. У вас его может не быть так как UART нужно включить отдельно. Для этого нужно подключить библиотеки uart_lib и xprintf.

Для инициализации UART в функции main, после функции тактирования SystemClock_Config, следует написать:

UART_Init(UART_0, 3333, UART_CONTROL1_TE_M | UART_CONTROL1_M_8BIT_M, 0, 0);

Скорость UART задается делителем во втором аргументе функции. При такой записи скорость будет 9600 бод.

В начале main.c можно видеть объявление структуры с набором настроек для АЦП, которую использует функция инициализации ADC_Init.

Для запуска однократного измерения следует использовать функцию HAL_ADC_Single. Для получения значения используйте функцию HAL_ADC_WaitAndGetValue.

Функция main должна выглядеть примерно так:

Рисунок 3 - вывод UART
Рисунок 4 - вывод UART в примере с внешнем ОИН
Рисунок 5 - Вывод UART в примере с АЦП в непрерывном режиме

Подадим на вывод Port0.9 напряжение 0.6В. Вывод UART можно видеть на рисунке 3. АЦП может выводить немного другое значение, так как источники напряжения и сам АЦП имеют погрешность.

Теперь изменим ИОН на внешний от вывода ADC_REF - Port1.10. Это можно сделать в конфигураторе, либо в функции ADC_Init, которая должна выглядеть так:

Функция main без изменений.

Подадим на вывод ADC_REF (Port1.10 ) 1.2В, а на вывод АЦП5 (Port0.9) 0.6В. Вывод UART изображен на рисунке 4. АЦП может выводить немного другое значение, так как источники напряжения и сам АЦП имеют погрешность.

Для запуска АЦП в непрерывном режиме следует использовать функцию HAL_ADC_ContiniusEnable, а для считывания результата преобразования HAL_ADC_GetValue.

Функция main должна выглядеть примерно так:

Подадим на вывод АЦП5 (Port0.9) 0.6В. Вывод UART изображен на рисунке 5. АЦП может выводить немного другое значение, так как источники напряжения и сам АЦП имеют погрешность.