基于单片机的ADC采样设计

在RA6M4处理器的ADC里，有两路ADC可以分别采样当前的CPU内部温度和参考电压值。

6.1 ADC接口配置

首先，在FSP配置中选择 Stacks ，点击 "New Stack" -> "Analog" -> "ADC(r_adc)" 添加 ADC 协议栈。

接下来设置 ADC 的相关配置，并重新生成代码。

• 设置ADC的名称为 g_adc0， 并选择 Unit 0；
• 修改采样方式为 Single Scan 模式；
• 设置ADC采样中断的优先级为2，并设置中断回调函数为 adc0_callback() ;

然后在 "Module g_adc ADC(r_adc)" -> "Input" -> "Channel Scan Mask(channel availability varies by MCU)" 下选择 "Temperature Sensor" 和 "Voltage Sensor"两个通道，并生成代码。

6.2 源码修改

创建ADC操作相关的头文件 src/bsp_adc.h 如下：

#ifndef BSP_ADC_H_
#define BSP_ADC_H_

/* Macro to provide delay in read adc data*/
#define ADC_READ_DELAY        0x01

fsp_err_t adc_init(void);

void adc_deinit(void);

fsp_err_t adc_read_cpu_hwinfo(void);

#endif /* BSP_ADC_H_ */

创建ADC操作相关的C文件 src/bsp_adc.c 如下：

#include 
#include "bsp_api.h"
#include "hal_data.h"
#include "bsp_adc.h"

/* Flag to notify that adc scan is started, so start reading adc */
volatile bool scan_complete_flag = false;

fsp_err_t adc_init(void)
{
    fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;

    /* Open/Initialize ADC module */
    err = R_ADC_Open (&g_adc0_ctrl, &g_adc0_cfg);
    if (FSP_SUCCESS != err)
    {
        printf("** R_ADC_Open API failed ** 
");
        return err;
    }

    /* Configures the ADC scan parameters */
    err = R_ADC_ScanCfg (&g_adc0_ctrl, &g_adc0_channel_cfg);
    if (FSP_SUCCESS != err)
    {
        printf("** R_ADC_ScanCfg API failed ** 
");
        return err;
    }

    return FSP_SUCCESS;
}

void adc_deinit(void)
{
    fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;

    /* close the ADC driver */
    err = R_ADC_Close (&g_adc0_ctrl);
    if (FSP_SUCCESS != err)
    {
        printf("** R_ADC_Close API failed **  
");
    }
}

#define ADCTEMP_AS_C(a)             ((((float)a) * 0.196551f) - 277.439f)
#define ADCTEMP_AS_F(a)             ((((float)a) * 0.353793f) - 467.39f)
#define ADCTEMP_AS_V(a)             (float)((((float)a) * 3.3) / 4096.0)
fsp_err_t adc_read_cpu_hwinfo(void)
{
    fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;     // Error status
    uint16_t adc_data;
    float mcu_temp = 0.0;
    float mcu_vol = 0.0;

    scan_complete_flag = false;

    /* Start the ADC scan*/
    err = R_ADC_ScanStart (&g_adc0_ctrl);
    if (FSP_SUCCESS != err)
    {
        /* ADC Failure message */
        printf("** R_ADC_ScanStart API failed ** 
");
        return err;
    }

    while (!scan_complete_flag)
    {
        /* Wait for callback to set flag. */
    }

    /* Read the internal temperature sample result */
    err = R_ADC_Read (&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_TEMPERATURE, &adc_data);
    if (FSP_SUCCESS != err)
    {
        /* ADC Failure message */
        printf("** R_ADC_Read API failed ** 
");
        return err;
    }

    mcu_temp = ADCTEMP_AS_C(adc_data);  /* Conversion ADC temperature in celsius */
    printf("
MCU Internal Temperature ADC Data: %d Celsius: %.02f'C
", adc_data, mcu_temp);

    /* Read the internal reference voltage sample result */
    err = R_ADC_Read (&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_VOLT, &adc_data);
    if (FSP_SUCCESS != err)
    {
        /* ADC Failure message */
        printf("** R_ADC_Read API failed ** 
");
        return err;
    }
    mcu_vol = ADCTEMP_AS_V(adc_data);  /* Conversion ADC to voltage */
    printf("MCU Internal Reference Voltage ADC Data: %d Voltage: %.02fV
", adc_data, mcu_vol);

    /* 1 Seconds Wait time between successive readings */
    R_BSP_SoftwareDelay (ADC_READ_DELAY, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);
    return err;
}

/* Callback function */
void adc0_callback(adc_callback_args_t *p_args)
{
    FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args);
    scan_complete_flag = true;
}

修改 src/hal_entry.c 源文件，在里面添加按键初始化代码并修改蓝色Led灯为系统运行的心跳灯状态。

... ...
#include "bsp_adc.h"
... ...
void hal_entry(void)
{
    ... ...
    adc_init();
    while (1)
    {
        ... ...
        adc_read_cpu_hwinfo();
    }
}

6.3 编译运行

代码修改完成后，在开发板上编译运行，此时调试串口上将会实时打印当前CPU的内核温度和参考电压值。