ADC获取电压值

Posted 2022-05-05 Bruceoxl

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了ADC获取电压值相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

开发环境：
IDE：Keil5.30
开发板：GD32407V-START

6.1 RT-Thread 的ADC简介

ADC(Analog-to-Digital Converter) 指模数转换器。是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。

A/D转换主要包括两个内容：采样保持和量化编码，将一个模拟信号进行采样，得到的样点转化为数字量，这是整个A/D转换过程的核心，量化编码分为好多算法，这里不深入研究了。ADC主要参数如下：
1.分辨率
AD转换器输出的数字量的最低位变化一个数时，对应输入模拟量的变化量，A/D转换器的位数越多，能够分辨的最小模拟电压值就越小，分辨率就越大，GD32的A/D转换器是12位的，位数越多，表示分辨率越高，恢复模拟信号时会更精确。

2.相对精度
A/D转换器实际输出数字量与理论值之间的最大差值称为相对精度。

3.转换速度
A/D转换器完成一次转换所需要的时间，一般是us级别的。

应用程序通过 RT-Thread 提供的 ADC 设备管理接口来访问 ADC 硬件，相关接口如下所示：

函数	描述
rt_device_find()	根据 ADC 设备名称查找设备获取设备句柄
rt_adc_enable()	使能 ADC 设备
rt_adc_read()	读取 ADC 设备数据
rt_adc_disable()	关闭 ADC 设备

关于ADC的更多资料请参看RT-Thread官方手册：

ADC 驱动资料

6.2 ADC代码实现

GD32F407有 3 个 ADC，精度为 12 位，每个 ADC 最多有 16 个外部通道。其中ADC0 和 ADC1 都有 16 个外部通道， ADC2根据 CPU 引脚的不同通道数也不同，一般都有8 个外部通道。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。

GD32有多路ADC，多个通道，笔者这里使用ADC0的通道5，也就是PA5。

接下来配置ADC，只需要简单配置就可使用，当然也可使用其他ADC。这这里使用的是ADC0。

在applications文件夹下新建task.c文件。笔者这里使用的通道5，核心代码如下：
[task.c]

/**
  ******************************************************************************
  * @file                task.c
  * @author             BruceOu
  * @lib version          V2.1.0
  * @version             V1.0
  * @date               2022-05-03
  * @blog               https://blog.bruceou.cn/
  * @Official Accounts     嵌入式实验楼
  * @brief               RTT任务
  ******************************************************************************
  */
/*Includes**********************************************************************/
#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <board.h>

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

#define ADC_DEV_NAME        "adc0"      /* ADC 设备名称 */
#define ADC_DEV_CHANNEL     5           /* 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 */

static int adc_vol_sample(int argc, char *argv[])

    rt_adc_device_t adc_dev;
    rt_uint32_t value, vol;
    rt_err_t ret = RT_EOK;

    /* 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 */
    ret = rt_adc_enable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);

    /* 读取采样值 */
    value = rt_adc_read(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);
    rt_kprintf("the value is :%d \\n", value);

    /* 转换为对应电压值 */
    vol = value * REFER_VOLTAGE / CONVERT_BITS;
    rt_kprintf("the voltage is :%d.%02d \\n", vol / 100, vol % 100);

    /* 关闭通道 */
    ret = rt_adc_disable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);

    return ret;

/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(adc_vol_sample, adc voltage convert sample);