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RT-Thread ADC设备学习笔记

上一节我们学习了RTT的PIN设备的使用,从PIN设备的例程再一次体会到RTT编程的灵活和简单,最重要的是让开发者专注于应用开发,文章链接:

RT-Thread PIN设备学习笔记

今天我们来学习RT-Thread ADC设备!学习一个新东西,还是一样,我个人主张带着需求去学习,而不是漫无目的的去学,有了需求驱动,并且是一个努力付出就可以拥有的成果,那么这还不容易嘛!

我们接下来将基于小熊派开发平台进行实践。

1、实践需求

1.1 硬件配置

LED、烟感模块

1.2 软件需求

设备开机,当在串口终端输入adc_cmd on时,adc数据开始打印,LED灯熄灭,当在串口终端输入adc_cmd off,adc数据关闭打印,LED灯开始闪烁。

本节,我们将会学习到RT-Thread ADC设备的基本使用。

接下来,我们将基于RT-Thread Studio来构建。

2、开始实践

上一节我们已经熟悉了怎么创建工程和配置项目了,这节我们直接略过这两步操作,直接看硬件图。

2.1 硬件原理图

参考这篇文章:基于小熊派气体传感器MQ-2综合实践

2.2 软件功能实现

根据官方给出的文档可以分为这么几步操作:

  • 查找设备 rt_device_t rt_device_find(const char* name);

参数

描述

name

ADC 设备名称

返回

--

设备句柄

查找到对应设备将返回相应的设备句柄

RT_NULL

没有找到设备

  • 使能设备rt_err_t rt_adc_enable(rt_adc_device_t dev, rt_uint32_t channel);

参数

描述

dev

ADC 设备句柄

channel

ADC 通道

返回

--

-RT_ENOSYS

失败,设备操作方法为空

其他错误码

失败

  • 读取采样数据rt_uint32_t rt_adc_read(rt_adc_device_t dev, rt_uint32_t channel);

参数

描述

dev

ADC 设备句柄

channel

ADC 通道

返回

——

读取的数值

根据API,我们很容易写出以下程序:

/*
 * Copyright (c) 2006-2019, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2019-09-09     RT-Thread    first version
 */

#include <rtthread.h>
#include <board.h>
#include <rtdevice.h>

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>

/* PLEASE DEFINE the LED0 pin for your board, such as: PA5 */
#define LED0_PIN    GET_PIN(A, 0)

#define ADC_DEV_NAME        "adc1"      /* ADC 设备名称 */
#define ADC_DEV_CHANNEL     3           /* ADC 通道 */
#define REFER_VOLTAGE       330         /* 参考电压 3.3V,数据精度乘以100保留2位小数*/
#define CONVERT_BITS        (1 << 12)   /* 转换位数为12位 */

typedef struct
{
    rt_uint32_t serial_number  ;
    rt_uint32_t smoke_value ;
    rt_uint8_t led_flag : 1 ;
    rt_uint8_t plot_flag : 1 ;
}Sensor_handlerDef;

Sensor_handlerDef MQ2_Sensor ;


/*命令控制*/
static int adc_cmd(int argc, char *argv[])
{
    char *cmd_str[] = {"adc_cmd","on","off"};
    if(argc < 2 || argc > 2)
        rt_kprintf("cmd input error!\n");
    if(strcmp(argv[0],cmd_str[0]) == 0)
    {
       if(strcmp(argv[1],cmd_str[1]) == 0)
       {
           rt_kprintf("Open ADC\n");
           MQ2_Sensor.plot_flag = 1 ;
           MQ2_Sensor.led_flag = 1 ;
       }
       else if(strcmp(argv[1],cmd_str[2]) == 0)
       {
           rt_kprintf("Close ADC\n");
           MQ2_Sensor.plot_flag = 0 ;
           MQ2_Sensor.led_flag = 0 ;
           rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
       }
    }
    return 0;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(adc_cmd, adc open or close);

int main(void)
{
    rt_uint8_t status = 0 ;
    char *procol_buf = NULL ;
    MQ2_Sensor.serial_number = 0 ;
    MQ2_Sensor.smoke_value = 0 ;
    rt_adc_device_t adc_dev;
    rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
    procol_buf = rt_malloc(20);
    if(RT_NULL == procol_buf){
        rt_kprintf("procol_buf is null\n");
        return RT_ERROR ;
    }
    /* 查找设备 */
    adc_dev = (rt_adc_device_t) rt_device_find(ADC_DEV_NAME);
    if (adc_dev == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("adc sample run failed! can't find %s device!\n", ADC_DEV_NAME);
        return RT_ERROR;
    }

    /* 使能设备 */
    rt_adc_enable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);
    while(1)
    {
        /**/
        if(MQ2_Sensor.led_flag)
        {
            status = !status ;
            rt_pin_write(LED0_PIN,status);
        }
        if(MQ2_Sensor.plot_flag)
        {
            MQ2_Sensor.serial_number++ ;
            MQ2_Sensor.smoke_value = rt_adc_read(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);
            rt_memset(procol_buf,0,20);
            rt_sprintf((char *)procol_buf, "S1 %d%d%d%d%d %d%d%d%d%d",
                    MQ2_Sensor.serial_number / 10000,
                    MQ2_Sensor.serial_number / 1000 % 100 % 10,
                    MQ2_Sensor.serial_number / 100 % 10,
                    MQ2_Sensor.serial_number / 10 % 10,
                    MQ2_Sensor.serial_number % 10,
                    MQ2_Sensor.smoke_value / 10000,
                    MQ2_Sensor.smoke_value / 1000 % 100 % 10,
                    MQ2_Sensor.smoke_value / 100 % 10,
                    MQ2_Sensor.smoke_value / 10 % 10,
                    MQ2_Sensor.smoke_value % 10
                    );
            rt_kprintf("%s \r\n", procol_buf);
        }
        rt_thread_mdelay(100);
    }
    rt_free(procol_buf);
    return RT_EOK;
}

编写程序完成以后,还没完呢!我们还要做一系列设置,才能把ADC用起来,在board.h中ADC部分,看到这么一段话:

/** if you want to use adc you can use the following instructions.
  *
  * STEP 1, open adc driver framework support in the RT-Thread Settings file
  *
  * STEP 2, define macro related to the adc
  *                 such as     #define BSP_USING_ADC1
  *
  * STEP 3, copy your adc init function from stm32xxxx_hal_msp.c generated by stm32cubemx to the end of board.c file
  *                 such as     void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* hadc)
  *
  * STEP 4, modify your stm32xxxx_hal_config.h file to support adc peripherals. define macro related to the peripherals
  *                 such as     #define HAL_ADC_MODULE_ENABLED
  *
  */

意思是告诉你,如果要使用ADC,要跟着它的步骤来操作,那我们跟着做就好了:

  • STEP 1 配置adc设备支持

顺便把ulog日志配置上。

  • STEP 2 定义ADC使用宏(因为我的气体传感器接在ADC1)
  • STEP 3 编写ADC初始化函数(这个函数使用stm32cubeMX生成然后拷贝过来就行)
  • STEP 4 定义ADC HAL模块使能

大功告成,在下载测试之前解释下这个函数:

命令控制函数

/*命令控制*/
static int adc_cmd(int argc, char *argv[])
{
    char *cmd_str[] = {"adc_cmd","on","off"};
    if(argc < 2 || argc > 2)
        rt_kprintf("cmd input error!\n");
    if(strcmp(argv[0],cmd_str[0]) == 0)
    {
       if(strcmp(argv[1],cmd_str[1]) == 0)
       {
           rt_kprintf("Open ADC\n");
           MQ2_Sensor.plot_flag = 1 ;
           MQ2_Sensor.led_flag = 1 ;
       }
       else if(strcmp(argv[1],cmd_str[2]) == 0)
       {
           rt_kprintf("Close ADC\n");
           MQ2_Sensor.plot_flag = 0 ;
           MQ2_Sensor.led_flag = 0 ;
           rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
       }
    }
    return 0;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(adc_cmd, adc open or close);

由于我们这里使用了符号导出,只有做了符号导出,Finsh解析器才会识别当前程序支持的是哪个命令,当前的命令为adc_cmd,所以,在串口终端我们这么来操作就行了:

adc_cmd on  打开ADC数据,灯闪烁
adc_cmd off 关闭ADC数据,灯熄灭

关于Finsh解析器,后续我们再出一个专题进行讲解,这个东西就跟Linux命令行一样好玩!

下载测试

打开IDE自己内置的串口,不得不说良心!

然后配置串口调试参数

在这里敲击回车会有msh >,我们在这里输入指令

在这里输入adc_cmd on

关掉自带的串口,打开上位机,可以看到烟感的数据以曲线的形式进行显示

(这个小熊派的综合测试上位机最后会开源,尽请期待!)

在这里输入adc_cmd off

本文分享自微信公众号 - 嵌入式云IOT技术圈(gh_d6ff851b4069),作者:杨源鑫

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2020-04-27

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