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LiSun

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[单片机框架][bsp层][nrf51822][nrf51422][nrf51802][bsp_adc] ADC配置和使用

Analog to Digital Converter (ADC)

The 10 bit incremental Analog to Digital Converter (ADC) enables sampling of up to 8 external signals through a front-end multiplexer. The ADC has configurable input, reference prescaling, and sample resolution (8, 9, and 10 bit).

  • Note: The ADC module uses the same analog inputs as the LPCOMP module (AIN0 - AIN7 and AREF0 - AREF1). Only one of the modules can be enabled at the same time.

10位增量模数转换器(ADC)允许通过前端多路复用器采样多达8个外部信号。 ADC具有可配置的输入、参考预分级和采样分辨率(8、9和10位)。

  • 注意:ADC模块使用与LPCOMP模块(AIN0 - AIN7和AREF0 - AREF1)相同的模拟输入。 只能同时启用其中一个模块。

下面代码将介绍ADC功能如何使用：

/********************************************************************************
* @file    bsp_adc.c
* @author  jianqiang.xue
* @version V1.0.0
* @date    2021-07-06
* @brief   NULL
********************************************************************************/

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "RTE_Components.h"
#include CMSIS_device_header

#include "nrf_adc.h"
#include "nrf_drv_adc.h"
#include "sdk_errors.h"

#include "bsp_gpio.h"
#include "bsp_exti.h"
#include "bsp_adc.h"

/* Private Includes ----------------------------------------------------------*/
#include "business_gpio.h"
#include "business_function.h"

/* Private Define ------------------------------------------------------------*/
#define ADC0_CH_NUM                   8

#define ADC0_CH0                      0
#define ADC0_CH1                      1
#define ADC0_CH2                      2
#define ADC0_CH3                      3
#define ADC0_CH4                      4
#define ADC0_CH5                      5
#define ADC0_CH6                      6
#define ADC0_CH7                      7

#define CH_NUM  (BS_ADC0_CH0 + BS_ADC0_CH1 + BS_ADC0_CH2 + BS_ADC0_CH3 + BS_ADC0_CH4 + BS_ADC0_CH5 + BS_ADC0_CH6 + BS_ADC0_CH7)
/* Private Variables ---------------------------------------------------------*/
// ADC初始化状态(0--deinit 1--init)
static bool g_adc_init = false;
// ADC采集数据存储buff
uint16_t bsp_adc0_val[ADC0_CH_NUM] = {0};
uint16_t bsp_adc0_temp_val[CH_NUM] = {0};
// 定义ADC采集完毕回调函数
typedef void(*bsp_adc0_callback)(void);
static bsp_adc0_callback irq_callback;

/****************结构体定义****************/
#if CH_NUM > 0
nrf_drv_adc_config_t nrf_adc_config = NRF_DRV_ADC_DEFAULT_CONFIG;
#endif
/**< Channel instance. Default configuration used. */
#if BS_ADC0_CH0
    static nrf_drv_adc_channel_t m_channel0_config = NRF_DRV_ADC_DEFAULT_CHANNEL(NRF_ADC_CONFIG_INPUT_0);
#endif
#if BS_ADC0_CH1
    static nrf_drv_adc_channel_t m_channel1_config = NRF_DRV_ADC_DEFAULT_CHANNEL(NRF_ADC_CONFIG_INPUT_1);
#endif
#if BS_ADC0_CH2
    static nrf_drv_adc_channel_t m_channel2_config = NRF_DRV_ADC_DEFAULT_CHANNEL(NRF_ADC_CONFIG_INPUT_2);
#endif
#if BS_ADC0_CH3
    static nrf_drv_adc_channel_t m_channel3_config = NRF_DRV_ADC_DEFAULT_CHANNEL(NRF_ADC_CONFIG_INPUT_3);
#endif
#if BS_ADC0_CH4
    static nrf_drv_adc_channel_t m_channel4_config = NRF_DRV_ADC_DEFAULT_CHANNEL(NRF_ADC_CONFIG_INPUT_4);
#endif
#if BS_ADC0_CH5
    static nrf_drv_adc_channel_t m_channel5_config = NRF_DRV_ADC_DEFAULT_CHANNEL(NRF_ADC_CONFIG_INPUT_5);
#endif
#if BS_ADC0_CH6
    static nrf_drv_adc_channel_t m_channel6_config = NRF_DRV_ADC_DEFAULT_CHANNEL(NRF_ADC_CONFIG_INPUT_6);
#endif
#if BS_ADC0_CH7
    static nrf_drv_adc_channel_t m_channel7_config = NRF_DRV_ADC_DEFAULT_CHANNEL(NRF_ADC_CONFIG_INPUT_7);
#endif


/* External Variables --------------------------------------------------------*/
/* Private Function Prototypes -----------------------------------------------*/
#if BS_ADC0_EN
/**
 * @brief  将ADC采集的值重新排序到另一个数组
 * @note   NULL
 * @retval None
 */
static void bsp_adc0_val_copy(void)
{
    uint8_t num = 0;
    bool flag = false;

    for (uint8_t i = 0; i < ADC0_CH_NUM; i++)
    {
        if (i == ADC0_CH0 && BS_ADC0_CH0)
        {
            flag = true;
        }
        else if(i == ADC0_CH1 && BS_ADC0_CH1)
        {
            flag = true;
        }
        else if(i == ADC0_CH2 && BS_ADC0_CH2)
        {
            flag = true;
        }
        else if(i == ADC0_CH3 && BS_ADC0_CH3)
        {
            flag = true;
        }
        else if(i == ADC0_CH4 && BS_ADC0_CH4)
        {
            flag = true;
        }
        else if(i == ADC0_CH5 && BS_ADC0_CH5)
        {
            flag = true;
        }
        else if(i == ADC0_CH6 && BS_ADC0_CH6)
        {
            flag = true;
        }
        else if(i == ADC0_CH7 && BS_ADC0_CH7)
        {
            flag = true;
        }
        if (flag)
        {
            flag = false;
            bsp_adc0_val[i] = bsp_adc0_temp_val[num];
            num++;
            if (num == CH_NUM)
            {
                break;
            }
        }
    }
}

/**
 * @brief ADC interrupt handler.
 */
static void adc_event_handler(nrf_drv_adc_evt_t const * p_event)
{
    if (p_event->type == NRF_DRV_ADC_EVT_DONE)
    {
        bsp_adc0_val_copy();
        nrf_drv_adc_buffer_convert(p_event->data.done.p_buffer, CH_NUM);
        if (irq_callback)
        {
            irq_callback();
        }
    }
}

/* Public Function Prototypes ------------------------------------------------*/
/**
 * @brief  ADC0初始化，并使能通道
 * @note   NULL
 * @retval None
 */
void bsp_adc0_init(void)
{
#if CH_NUM > 0
    if (g_adc_init)
    {
        return;
    }
    APP_ERROR_CHECK(nrf_drv_adc_init(&nrf_adc_config, adc_event_handler));
#if BS_ADC0_CH0
    nrf_drv_adc_channel_enable(&m_channel0_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH1
    nrf_drv_adc_channel_enable(&m_channel1_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH2
    nrf_drv_adc_channel_enable(&m_channel2_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH3
    nrf_drv_adc_channel_enable(&m_channel3_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH4
    nrf_drv_adc_channel_enable(&m_channel4_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH5
    nrf_drv_adc_channel_enable(&m_channel5_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH6
    nrf_drv_adc_channel_enable(&m_channel6_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH7
    nrf_drv_adc_channel_enable(&m_channel7_config);
#endif
    nrf_drv_adc_buffer_convert((nrf_adc_value_t *)bsp_adc0_temp_val, CH_NUM);
    g_adc_init = true;
#endif
}

/**
 * @brief  ADC0功能关闭，并移除
 * @note   NULL
 * @retval None
 */
void bsp_adc0_deinit(void)
{
#if CH_NUM > 0
    if (!g_adc_init)
    {
        return;
    }
#if BS_ADC0_CH0
    nrf_drv_adc_channel_disable(&m_channel0_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH1
    nrf_drv_adc_channel_disable(&m_channel1_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH2
    nrf_drv_adc_channel_disable(&m_channel2_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH3
    nrf_drv_adc_channel_disable(&m_channel3_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH4
    nrf_drv_adc_channel_disable(&m_channel4_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH5
    nrf_drv_adc_channel_disable(&m_channel5_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH6
    nrf_drv_adc_channel_disable(&m_channel6_config);
#endif
#if BS_ADC0_CH7
    nrf_drv_adc_channel_disable(&m_channel7_config);
#endif
    nrf_drv_adc_uninit();
    g_adc_init = false;
#endif
}

/**
 * @brief  ADC0 启动采样功能
 * @note   NULL
 * @retval None
 */
void bsp_adc0_start(void)
{
#if CH_NUM
    if (!g_adc_init)
    {
        return;
    }
    if (!nrf_adc_is_busy())
    {
        nrf_drv_adc_sample();
    }
#endif
}

#else
void bsp_adc0_init(void)
{
}

void bsp_adc0_deinit(void)
{
}

void bsp_adc0_start(void)
{
}
#endif

/**
 * @brief  得到ADC0采样值
 * @note   NULL
 * @param  ch_num: 通道值
 * @retval 通道对应的ADC值
 */
uint16_t bsp_adc0_get_ch_val(uint8_t ch_num)
{
    if (ch_num >= ADC0_CH_NUM)
    {
        return 0xFFFF;
    }
    return bsp_adc0_val[ch_num];
}

/**
 * @brief  注册ADC0采样完毕回调函数(一般在本函数重新启动ADC采集)
 * @note   NULL
 * @param  *event: 绑定回调事件
 * @retval 0--失败 1--成功
 */
bool bsp_adc0_irq_callback(void *event)
{
    if (irq_callback != NULL)
    {
        return false;
    }
    else
    {
        irq_callback = (bsp_adc0_callback)event;
    }
    return true;
}


/********************************************************************************
* @file    bsp_adc.h
* @author  jianqiang.xue
* @version V1.0.0
* @date    2021-04-10
* @brief   ADC操作
********************************************************************************/

#ifndef __BSP_ADC_H
#define __BSP_ADC_H

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

/* Public Function Prototypes -----------------------------------------------*/

void bsp_adc0_init(void);
void bsp_adc0_deinit(void);

void bsp_adc0_start(void);

uint16_t bsp_adc0_get_ch_val(uint8_t ch_num);

bool bsp_adc0_irq_callback(void *event);

#endif
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