CH32V307 教程 [第五集] [ ADC ]

Xy_

CH32V307 教程 [第五集] [ ADC ]

任务目标

使用 ADC 采样模拟信号，生成随机值。

基础知识

通过 资料 -> openCH 赤菟开发板开发资源 v1.0.0 中的引脚定义可以看到 PA1 被引出，并可作为 ADC 采样口。
通过 资料 -> CH32FV2x_V3xRM 中 ADC 章节发现：ADC 的最高输入时钟为 14 MHz。
可以通过输入时钟频率算出 ADC 总采样时间与采样率。

实现过程

分析下任务目标，其实在我们的代码中只需要三个部分：
1. 初始化 ADC 函数。
2. 获取 ADC 采样值的函数。
3. main() 函数。
  
  明确好目标直接去官方例程 CH32V307EVT 的 EXAM -> ADC 中寻找可借鉴的例程。Internal_Temperature 是一个使用模块内部温度传感器的例程，其 main.c 中的 ADC_Function_Init() 函数 Get_ADC_Val() 函数符合预期。
创建新工程，修改晶振启动超时阈值即 HSE_STARTUP_TIMEOUT, 将 main.c 中的代码删除，从 Internal_Temperature 例程的 main.c 中复制过来 ADC_Function_Init()，Get_ADC_Val() 和 main() 这三个函数.
修改ADC_Function_Init()函数。
原函数：

   s16 Calibrattion_Val = 0;
   /*********************************************************************
   * @fn      ADC_Function_Init
   *
   * @brief   Initializes ADC collection.
   *
   * @return  none
   */
   void ADC_Function_Init(void)
   {
      ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure={0};
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure={0};

      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );
      RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

      ADC_DeInit(ADC1);
      ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
      ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
      ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
      ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
      ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
      ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
      ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

      ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

      ADC_BufferCmd(ADC1, DISABLE);   //disable buffer
      ADC_ResetCalibration(ADC1);
      while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
      ADC_StartCalibration(ADC1);
      while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
      Calibrattion_Val = Get_CalibrationValue(ADC1);	
      ADC_BufferCmd(ADC1, ENABLE);   //enable buffer
      ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);
   }

发现只需修改 GPIO 的引脚序号，并删除有关温度传感器的相关内容。

修改后的 ADC 初始化函数如下：

   /* Global Variable */
   s16 Calibrattion_Val = 0;//校准值
   /********************************************************************
   * 函 数 名       : ADC1_Init
   * 函数功能       : 初始化ADC
   * 输    入       : 无
   * 输    出       : 无
   ********************************************************************/
   void ADC1_Init(void)
   {
      ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );
      RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);                           //初始化ADC时钟，设置时钟为PCLK2的8分频，最大时钟为14MHz

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                      //配置PA1口为AD输入口

      ADC_DeInit(ADC1);
      ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;          //设置AD模式为单独模式，只使用ADC1
      ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;               //禁用多通道模式，启用单通道模式
      ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;          //启动连续转换模式
      ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //不启用外部触发源，启动软件触发
      ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;      //数据右对齐
      ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;                     //要转换通道数量
      ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

      ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);                                      //使能ADC

      ADC_BufferCmd(ADC1, DISABLE);                               //disable buffer
      //测量ADC校准数据，也可以不使用。
      ADC_ResetCalibration(ADC1);
      while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
      ADC_StartCalibration(ADC1);
      while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
      Calibrattion_Val = Get_CalibrationValue(ADC1);

      ADC_BufferCmd(ADC1, ENABLE);                                //enable buffer
   }

Get_ADC_Val() 函数不需修改，可以直接使用：

   /********************************************************************
   * 函 数 名       : Get_ADC_Val()
   * 函数功能    : 返回ADCx转换出的结果数据。
   * 输    入          : 通道数
   * 输    出          : ADCx转换出的结果数据
   ********************************************************************/
   u16 Get_ADC_Val(u8 ch)
   {
      u16 val;

      ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
      ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

      while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));
      val = ADC_GetConversionValue(ADC1);

      return val;
   }

修改 main()函数。
原函数：

   /*********************************************************************
   * @fn      main
   *
   * @brief   Main program.
   *
   * @return  none
   */
   int main(void)
   {
      u16 ADC_val;
      s32 val_mv;
   
      Delay_Init();
      USART_Printf_Init(115200);
      printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
   
      ADC_Function_Init();
      printf("CalibrattionValue:%d\n", Calibrattion_Val);	
   
      while(1)
      {
         ADC_val = Get_ADC_Average( ADC_Channel_TempSensor, 10 );
         Delay_Ms(500);
   
         ADC_val = Get_ConversionVal(ADC_val+Calibrattion_Val);
         printf( "ADC-Val:%04d\r\n", ADC_val);
   
         val_mv = (ADC_val*3300/4096);
   
         printf("mv-T-%d,%0d\n",val_mv ,TempSensor_Volt_To_Temper(val_mv));
   
         Delay_Ms(2);
      }
   }

修改为只需输出校准值和 ADC 对 PA1 采样的数据。
修改后：

   /********************************************************************
   * 函 数 名      :  main
   * 函数功能   : 主函数
   * 输    入         : 无
   * 输    出         : 无
   *********************************************************************/
   int main(void)
   {
      u16 i;
   
      Delay_Init();
      USART_Printf_Init(115200);
      ADC1_Init();
      printf("CalibrattionValue:%d\n", Calibrattion_Val);  //串口打印出校准值
   
      while(1)
      {
         i=Get_ADC_Val(1);
         printf("%d\r\n", i);                              //返回ADC转换结果。
         Delay_Ms(100);
      }
   }

实验代码

/**
  ******************************************************************
  * @file    main.c
  * @author  xy,Benue
  * @version V1.0
  * @date    2022-1-19
  * @brief   使用 ADC 外设产生随机值。
  ******************************************************************
  * @attention
  * VeriMake 用于CH32V307例程
  ******************************************************************
  */
#include "debug.h"// 包含 CH32V307 的头文件，C 标准单元库和delay()函数

/* Global Variable */
s16 Calibrattion_Val = 0;//校准值
/********************************************************************
* 函 数 名       : ADC1_Init
* 函数功能    : 初始化ADC
* 输    入          : 无
* 输    出          : 无
********************************************************************/
void ADC1_Init(void)
{
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);                           //初始化ADC时钟，设置时钟为PCLK2的8分频，最大时钟为14MHz

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                      //配置PA1口为AD输入口

    ADC_DeInit(ADC1);
    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;          //设置AD模式为单独模式，只使用ADC1
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;               //禁用多通道模式，启用单通道模式
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;          //启动连续转换模式
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //不启用外部触发源，启动软件触发
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;      //数据右对齐
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;                     //要转换通道数量
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);                                      //使能ADC

    ADC_BufferCmd(ADC1, DISABLE);                               //disable buffer
    //测量ADC校准数据，也可以不使用。
    ADC_ResetCalibration(ADC1);
    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
    ADC_StartCalibration(ADC1);
    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
    Calibrattion_Val = Get_CalibrationValue(ADC1);

    ADC_BufferCmd(ADC1, ENABLE);                                //enable buffer
}

/********************************************************************
* 函 数 名       : Get_ADC_Val()
* 函数功能    : 返回ADCx转换出的结果数据。
* 输    入          : 通道数
* 输    出          : ADCx转换出的结果数据
********************************************************************/
u16 Get_ADC_Val(u8 ch)
{
    u16 val;

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));
    val = ADC_GetConversionValue(ADC1);

    return val;
}

/********************************************************************
* 函 数 名      :  main
* 函数功能   : 主函数
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*********************************************************************/
int main(void)
{
    u16 i;

    Delay_Init();
    USART_Printf_Init(115200);
    ADC1_Init();
    printf("CalibrattionValue:%d\n", Calibrattion_Val);  //串口打印出校准值

    while(1)
    {
      i=Get_ADC_Val(1);
      printf("%d\r\n", i);                              //返回ADC转换结果。
      Delay_Ms(100);
    }
}

实验现象

串口定时输出 ADC 从 PA1 采样的模拟值，用手指触摸即可让它变化，最后几位即可作为随机数使用。

maomao

复制了实验代码到工程，打开串口没有反应

maomao

为什么要两个while（1）呢

Xy_

maomao 您看下应该是之前编辑的时候复制错了

bee

[未知用户] 可能是ADC初始化程序有问题，我换了ADC初始化程序就好了