RA6T2的ADC使用SH采样

介绍

客户在初次使用e2 studio开发程序的时候不知道如何使用IDE，本文以RA6T2为例子，详细地介绍了在一个新建的空程序中，通过配置实现ADC使用SH采样。

本文使用的e2 studio版本是Version: 2021-10 (21.10.0)，fsp版本是3.6.0。

在e2 studio中，按如下配置新建一个空程序：

这里写的是项目名称，可以自己取相应的名称。

上下滑动查看更多

点击configuration.xml文件打开配置界面。

首先需要设置ADC的时钟模块，点击Clocks调出时钟配置界面，在ADC采集数据的时候为ADC提供时钟源。在RA6T2中，可以将ADC的时钟源配置成PCLKA、PCLKC、GPT定时器。这里将ADC时钟源配置成PLCKC，使用外部时钟XTAL 10MHZ，再通过PLL倍频为240MHz，Clock Src将主时钟设置为PLL时钟，ICLK、PCLKA~PCLKD、FCLK使用的都是主时钟，PCLKC将主时钟4分频变为60MHz，ADC将PCLKC作为时钟源，所以ADC的时钟源是60MHz。

从下图框图可知，在RA6T2中AN012~AN028是普通的ADC采集，AN000~AN005可以使用PGA（可编程增益放大器）和SH（采样保持电路），还可以用作PGA输出。

在configuration.xml图形界面中点击Pins，调出引脚配置界面，可以看到左边红框有三个ADC的配置选项可以选择，Analog:ADC12是普通的ADC采集，Analog:ADC12（PGA）是ADC采集后通过可编程增益放大器输入，Analog:ADC12（PGAOUT）是ADC采集后通过可编程增益放大器输出，本文程序不需要用到PGA，所以选择Analog:ADC12，Operation Mode选择Custom自定义，ADTRG0和ADTRG1表示可以使用外部引脚触发ADC采集，AN000~AN005表示使能了五个ADC采集通道。

在configuration.xml图形界面中点击Stacks，调出驱动配置界面，点击红色框内的New Stacks创建新的驱动程序，在弹出的对话框中点击第一行Analog模拟模块，可以看到界面中弹出三个选项，这里使用的ADC，所以点击ADC Driver on r_adc_b生成ADC的数模转换驱动。第二项Comparator,High-Speed(r_acmphs)是高速模拟比较器，将输入电压与参考电压比较，并根据转换结果提供数字输出；第三项DAC（r_dac）是生成模数转换驱动的。

点击g_adc0 ADC Driver on r_adc_b和右上角设置图标，可以打开ADC的属性配置界面。

General是常规配置；

Clock Configuration配置ADC的时钟；

Interrupts配置ADC的中断；

Sample and Hold 配置ADC采样保持电路；

Programmable Gain Amplifier 是配置ADC的可编程放大器；

User Offset Table是配置ADC采集偏移量；

User Gain Table是配置ADC 采集增益量；

Limiter Clipping是设置ADC采集电压的上限和下限；

Virtual Channels使能ADC的各种采集配置；

Scan Groups是配置ADC的通道属性，在Virtual Channels中可以选择ADC采集通道。

在General的ADC通用参数设置中，在Mode模式下将ADC0和ADC1设置为循环采样模式（另一个模式是单个采样）；在ADC Successive Approximation Time中设置逐次逼近采样时间为5个时钟周期（这个时间可以设置为3~15个时钟周期）；在Synchronous Operation使能了ADC0同步采集，同步采集周期为100；在Calibration校准中，ADC采集时间为95个周期，转换时间为5个周期，保持时间为5个周期；采样状态表使用默认配置，ADC模块名称为g_adc0。

下图是ADC的采样时间流程，第一步是断开检测电路时间；第二步是采样时间；第三步是逐次逼近时间。

在Clock Configuration中Source选择PCLKC为ADC的时钟源，Divider分频系数为1（部分频），因为配置的PCLKC时钟为60M，所以ADC的时钟为60M，在Sample and Hold中将采样保持电路勾选上，其余的参数使用默认即可。

在Virtual Channels的ADC虚拟通道配置中，在RA6T2系列的R7FA6T2BD3CFP芯片中，一共有36个虚拟通道可以用。Virtual Channels 0通道0的配置如下图所示，Scan Group采样组关联到Scan Group 0;Channel Select关联到AN000通道上，在本芯片下，AN000对应的是PA00引脚，采样状态转换表选择的是 Entry 0;采样分辨率选择12 bit，其他配置不使能。

在Scan Groups采样通道组第0组中，Voltage Selection自诊断电压选择Self-Diagnosis Mode 1，因为本程序使用软件触发，所以不需要使用外部触发、ELC事件触发、GPT定时器触发；Enable选择Enable，使能Scan Groups 0 通道;Converter Selection转换器选择ADC0;触发延迟选择0；打开ADC采集结束中断；打开FIFO和FIFO中断。

点击Generate Project Content 生成代码。

在ra->fsp->src->r_adc_b->r_adc_b.c文件中的g_adc_on_adc_b结构体中可以看到自动生成的函数，其中比较常用的是：

R_ADC_B_Open，这个函数是用来初始化ADC的，例如中断优先级、触发源、ADC模式、回调函数指针都是在这个函数中配置的；

R_ADC_B_ScanCfg是来配置ADC的扫描参数的，选择通道以及设置通道属性，配置ADC通道采集所使用的引脚；

R_ADC_B_ScanGroupStart是启动ADC扫描的函数；

R_ADC_B_Close是关闭ADC扫描的函数；

R_ADC_B_Read是ADC读取数据的函数；

R_ADC_B_CallbackSet是ADC的回调函数，ADC的各种状态位都可以从这个函数获取。

在r_adc_b.c中可以看到这些API函数的代码，鼠标放在R_ADC_B_Open上，按住ctrl+鼠标左键可以定位到R_ADC_B_Open函数的相关代码。

在src->hal_entry.c中可以写一个简单的ADC采集程序，如下图所示。

fsp_err_t err参数是用来获取API函数执行后的返回值的；

uint16_t g_adc_b_data使用来接收ADC的采集数据；

g_adc0_ctrl、g_adc0_cfg、g_adc0_scan_cfg这个三个参数为结构体，里面存储的是我们在图形界面中配置的各种参数，为代码生成工具自动的代码。在ra_gen下的hal_data.c文件中可以看到这些参数的配置。

首先需要初始化ADC，然后配置ADC通道信息，最后启动ADC采集。

err = R_ADC_B_Open (&g_adc0_ctrl,  &g_adc0_cfg);

err = R_ADC_B_ScanCfg (&g_adc0_ctrl, &g_adc0_scan_cfg);

err = R_ADC_B_ScanGroupStart (&g_adc0_ctrl, ADC_GROUP_MASK_ALL);

以上三步err的返回值都是FSP_SUCCESS后，就可以调用R_ADC_B_Read获取ADC的采集数据，这里获取了ADC0的通道0、通道2、通道4的数据。

err = R_ADC_B_Read (&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &g_adc_b_data);

err = R_ADC_B_Read (&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_2, &g_adc_b_data);

err = R_ADC_B_Read (&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_4, &g_adc_b_data);

结论

通过上面的设置实现了RA6T2的ADC使用SH采样。

审核编辑：汤梓红