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Air780E模组的ADC之旅 LuatOS开发实例

青山老竹农 来源:jf_82863998 作者:jf_82863998 2024-11-11 09:33 次阅读

今天学习一个新的示例,关于Air780E模组LuatOS开发的ADC应用实例,希望大家有所收获。

1、模数转换(ADC)概述

1.1 ADC简介

ADC通常指模拟/数字转换器,是指将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。Cat.1模块ADC接口主要用来检测模拟电压信号量,用于电池电压检测,温湿度检测,TDS检测等应用。

1.2 ADC接口介绍

根据Air780E产品手册内《Air780E_硬件设计手册_V1.3.3.pdf》可知:

(1)Air780E内部ADC接口精度为12bits外部直流分压为0-3.4V

(2)Air780E内部具有2个ADC接口,ADC0--AIO3ADC1--AIO4

(3)两个特殊通道,CPU内部温度Temp--adc.CH_CPU主供电脚电压VBAT--adc.CH_VBAT

注意事项:设置分压(adc.setRange)要在adc.open之前设置,否则无效!!Air780E内部具有2个ADC接口,ADC0和ADC1,如下图红框所示:

wKgZoWcwySWAdc3CAA-bS5z-qqw458.png

1.3 输入电压的范围

Air780E关闭分压后,量程范围0~1.1V注意:外接输入电压切记不可超过量程,否则有烧毁风险!!!

adc.setRange(adc.ADC_RANGE_1_2)--air780E关闭ADC0,1分压电阻,范围0~1.1Vadc.setRange(adc.ADC_RANGE_3_8)--air780E开启ADC0,1分压电阻,范围0~3.2V

2、演示功能概述

本章节演示了Air780E内部2个ADC接口,以及2个特殊通道:CPU内部温度Temp--adc.CH_CPU主供电脚电压VBAT--adc.CH_VBAT的使用教程

2.1 通过adc.get()读取ADC的外部输入模拟电压

注:启用分压后量程最高也只能到达3.2V,若想测量更高的外部电源电压,需要外接分压电阻,具体设计请参考ADC接口设计指导;本教程外部输入电压在3.2v以内,需要外部电源与模组共地,保持参考电压一致。

2.2 通过adc.get(adc.CH_VBAT)读取供电电压

2.3 通过adc.get(adc.CH_CPU)读取CPU温度

3、准备硬件环境

3.1 开发板准备

使用Air780E核心板,

此核心板的详细使用说明参考:
https://docs.openluat.com/air780e/product/

Air780E产品手册中的<<开发板Core_Air780E使用说明VX.X.X.pdf>>,写这篇文章时最新版本的使用说明为:<<开发板Core_Air780E使用说明V1.0.5.pdf>>;核心板使用过程中遇到任何问题,可以直接参考这份使用说明pdf文档。

3.2 数据通信线

USB转typeC数据线一根。

3.3 PC电脑

WINDOWS系统,其他暂无特别要求。

3.4 直流稳压电源

功耗分析仪Air9000P:

wKgZomcwyWSABgDtAAOU1LzlL6I572.png

4、准备软件环境

4.1 下载调试工具

使用说明参考:

Luatools下载和详细使用

https://docs.openluat.com/Luatools/

4.2 源码及固件

4.2.1 底层core下载地址:LuatOS固件版本下载地址

https://docs.openluat.com/air780e/luatos/firmware/

wKgaomcwyXeAVu1dAAHZOVUeEJI798.png

本demo使用的固件是core_V1112压缩包内的LuatOS-SoC_V1112_EC618_FULL.soc

4.2.2 本教程使用的demo:

https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air780E/tree/master/demo/adc

4.2.3 下载源码和固件

5、模数转换(ADC)软硬件资

5.1 API接口介绍

本教程使用api接口为:adc-模数转换-LuatOS文档

https://wiki.luatos.com/api/adc.html?highlight=adc

5.2 Air780E烧录说明

将Air780E通过通过usb数据线连接电脑,如下图所示:

注:1、按住下载模式按键(boot键)不放,同时再长按开机键开机,这时开发板会进入下载模式,Luatools下载进度条会开始跑,这时可以松开boot按键。直到工具提示下载完成。2、如果,未能成功进入下载模式,而是进入正常开机模式,这时可以按住boot键,再短按复位按键,让开发板重启,重新进入下载模式。

wKgZomcwyZeAHb__AAjbvuLz_84820.png

如何判断有没有进入下载模式:可以通过PC端的设备管理器中虚拟出来的USB端口数量来判断。

正常开机模式:

wKgZoWcwycCASutKAAIthmpHtjY177.png

下载模式:

wKgaoWcwybaAGkhxAAHJZklB7TQ096.png

6、代码示例介绍

6.1 读取adc外部输入模拟电压

6.1.1 代码介绍

adc.open()开启ADC后,通过adc.get(1)获取ADC1的输入模拟电压值。

wKgaoWcwydSAXn2OAAJCWSONv_A591.png

6.1.2 运行结果展示

可以将adc0/adc1外接稳压电源供电,注意供电不可超过量程!(本示例启用分压后量程0~3.2V),本示例将adc1输入3V(电源正极接adc1,负极接GND),查看luatools的log如下(返回值单位为mV):

wKgaoWcwyeGAFGSPAAko9ZdCBpw090.png

wKgZoWcwyeuAOpXLAAdDqYcuOBI511.png

6.2 读取供电电压

6.2.1 代码介绍

wKgaomcwyfaARvF4AALCUiaKVr0603.png

6.2.2 运行结果展示

通过下图可以看到,VBAT端供电电压为4.1V

wKgaomcwyf-AcJgnAATO3_uFxAA483.png

6.3 读取CPU温度

6.3.1 代码介绍

wKgZomcwygiAWDRxAAHRr7rfBoU547.png

6.3.2 运行结果展示

通过下图可以看到,模组CPU温度为34摄氏度

wKgaomcwyhKAGiiPAAQ-gfCuxH8886.png

7、总结

本教程简单举例了如何读取adc输入电压、读取供电电压、读取CPU温度,除此之外,adc可以将各种连续变化的模拟信号(如温度、湿度、压力、电压、电流等)转换为离散的数字信号,本模块内部ADC精度12bits,对许多应用已经足够,如温湿度传感器压力传感器音频信号处理等,然而对于需要更高精度的应用,可以外挂更高精度的ADC,如16位,24位等。使用过程中需注意量程范围,不可超出量程。

8、常见问题

8.1 为什么ADC输入3V,读取模拟电压只有1.1V?

未启用分压时,量程最高只能到达1.1V,若想测量3V,需启用分压。

8.2 ADC测量电压来回跳变,为什么?

看外部输入电压是否与模块共地,正常情况需要共地,保持参考电压一致。

8.3 adc.read()和adc.get()要用哪一个?

adc.read()返回两个值,一个原始值,一般没用,可以直接抛弃;另一个是从原始值换算得出的实际值,通常单位是mV。(仅作了解,不建议使用)adc.get()返回的就是计算值,通常单位是mV,推荐使用这个接口来获取电压值。

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审核编辑 黄宇

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