网站开发专业前景,宁夏住房城乡建设厅网站,白云高端网站建设案例,运城住房和建设局网站12.1 实验内容
本实验是通过ADC规则组多通道循环采样方式实现双轴按键摇杆传感器x和y轴电压值的读取#xff0c;通过本实验主要学习以下内容#xff1a;
双轴按键摇杆传感器工作原理
DMA原理
规则组多通道循环采样
12.2 实验原理
12.2.1 双轴按键摇杆传感器工作原理
摇…
12.1 实验内容
本实验是通过ADC规则组多通道循环采样方式实现双轴按键摇杆传感器x和y轴电压值的读取通过本实验主要学习以下内容
双轴按键摇杆传感器工作原理
DMA原理
规则组多通道循环采样
12.2 实验原理
12.2.1 双轴按键摇杆传感器工作原理
摇杆一般在航模中的无人机、电玩、遥控车、云台等设备上应用广泛很多带有屏幕的设备也经常使用摇杆作为菜单选择的输入控制。
双轴按键摇杆主要由两个电位器和一个按键开关组成两个电位器随着摇杆扭转角度分别输出X、Y轴上对应的电压值在Z轴方向上按下摇杆可触发轻触按键在配套机械结构的作用下无外力扭动的摇杆初始状态下两个电位器都处在量程的中间位置。
12.2.2 DMA原理
本实验中ADC通道有两个分别为摇杆传感器x轴和y轴电压所以我们用规则组多通道采样实现双轴的电压读取从上一章内容中可以知道ADC规则组实现多通道转换时必须要用到DMA。下面我们介绍下DMA原理。
DMA直接存储器访问控制器是一个非常好用的外设它提供了一种硬件的方式在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间传输数据而无需 CPU 的介入从而使 CPU 可以专注在处理其他系统功能上。GD32F303有两个DMA其中DMA0有7个通道DMA1有5个通道。DMA的特性如下
传输数据长度可编程配置最大到 65536
12 个通道并且每个通道都可配置DMA0 有 7 个通道 DMA1 有 5 个通道
AHB 和 APB 外设片上闪存和 SRAM 都可以作为访问的源端和目的端
每个通道连接固定的硬件 DMA 请求
支持软件优先级低、中、高、极高和硬件优先级通道号越低优先级越高
存储器和外设的数据传输宽度可配置字节半字字
存储器和外设的数据传输支持固定寻址和增量式寻址
支持循环传输模式
支持外设到存储器存储器到外设存储器到存储器的数据传输
每个通道有 3 种类型的事件标志和独立的中断
支持中断的使能和清除。
DMA实现很简单只要配置好以下几要素即可。
源地址和目标地址DMA进行数据搬运过程为从源地址读取到数据再搬运到目标地址。本实验中需要把ADC转换结果搬运到自定义的buffer中所以源地址就要设置为ADCx_RDATA寄存器地址目标地址为buffer地址。
源和目标的地址增量方式地址增量方式有固定模式和增量模式两种固定模式是指进行一次DMA搬运后下次搬运的源地址或目标地址保持不变增量模式指进行一次DMA搬运后下次搬运的源地址或目标地址会加1。本实验中源地址始终都应该为ADCx_RDATA地址所以源地址增量方式需要设置为固定模式而目标地址为自定义buffer我们需要用buffer[0]存储x轴数据buffer[1]存储y轴数据所以目标地址增量方式需要设置为增量模式。
DMA传输方向DMA传输方向有三种分别为外设地址-存储器地址、存储器地址-外设地址以及存储器-存储器。本实验中源地址是外设地址目标地址为自定义buffer地址即存储器地址故传输方向需设置为外设地址-存储器地址。
源和目标数据位宽源和目标数据位宽表示每次搬运的数据长度可以设置为8bit、16bit和32bit。本实验中ADC的数据只占用ADCx_RDATA寄存器的低半字即16bit所以源和目标位宽选择16bit即可。
DMA传输个数和循环模式传输个数表示一轮DMA传输可以搬运的次数。循环模式表示当一轮DMA传输结束后是否直接进行下一轮搬运当开启循环模式后当上一轮DMA传输结束后源地址和目标地址会恢复到最开始的状态。本实验中需要转换2个通道ADC故DMA传输个数设置为2循环模式开启。
DMA通道优先级DMA的每个通道都有一个软件优先级当DMA控制器在同一时间接收到多个外设请求时仲裁器将根据外设请求的优先级来决定响应哪一个外设请求。优先级包括软件优先级和硬件优先级优先级规则如下 软件优先级分为4级低中高和极高。可以通过寄存器DMA_CHxCTL的PRIO位域来配置。 硬件优先级当通道具有相同的软件优先级时编号低的通道优先级高。例通道0和通道2配置为相同的软件优先级时通道0的优先级高于通道2。
上面描述了DMA配置的一些要素那么DMA是如何被触发的呢我们来看下DMA请求映射表
DMA0各通道请求表 DMA1各通道请求表
本实验中是ADC配合DMA来使用如果使用DMA去搬运ADC0的数据从上表查询得知需要使用DMA0的通道0如果是搬运ADC2的数据则要用到DMA1的通道4。如现在设置DMA1的通道4去搬运ADC2的数据当ADC2每转换一个通道ADC2_RDATA会更新一次数据此时ADC2会自动向DMA1的通道4发出一次搬运请求DMA收到请求后会进行一次数据搬运。DMA的请求和应答方式见下图 12.3 硬件设计
本实验的原理图如下 从原理图中可以看出摇杆的x、y轴分别接到了PF7和PF8从Datasheet中可以查到PF7对应ADC2_CH5PF8对应ADC2_CH6。
12.4 代码解析
本实验用到两个ADC2通道使用ADC2规则组搭配DMA1通道4进行数据转换和搬运ADC2规则组和DMA1通道4都开启循环模式一旦开始ADC2规则组转换会持续对摇杆x、y轴电压进行转换和数据搬运。
12.4.1 DMA和ADC初始化
在driver_adc.c中定义driver_adc_regular_ch_dma_config函数该函数实现DMA和ADC的初始化。
C
void driver_adc_regular_ch_dma_config(typdef_adc_ch_general *ADC, typdef_adc_ch_parameter *ADC_CH,void *buffer)
{ dma_parameter_struct dma_data_parameter;/*DMA时钟开启*/rcu_periph_clock_enable(ADC-dma_parameter.rcu_dma); /*DMA通道参数复位*/dma_deinit(ADC-dma_parameter.dma_periph, ADC-dma_parameter.dma_channel); /*DMA源地址、目标地址、增量方式、传输位宽、传输方向、传输个数、优先级设置*/dma_data_parameter.periph_addr (uint32_t)(ADC_RDATA(ADC-adc_port));dma_data_parameter.periph_inc DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;dma_data_parameter.memory_addr (uint32_t)(buffer);dma_data_parameter.memory_inc DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;if(ADC-adc_mode ADC_DAUL_REGULAL_PARALLEL){dma_data_parameter.periph_width DMA_PERIPHERAL_WIDTH_32BIT;dma_data_parameter.memory_width DMA_MEMORY_WIDTH_32BIT; }else{dma_data_parameter.periph_width DMA_PERIPHERAL_WIDTH_16BIT;dma_data_parameter.memory_width DMA_MEMORY_WIDTH_16BIT; }dma_data_parameter.direction DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY;dma_data_parameter.number ADC-dma_parameter.dma_number;dma_data_parameter.priority ADC-dma_parameter.dma_priority;dma_init(ADC-dma_parameter.dma_periph, ADC-dma_parameter.dma_channel, dma_data_parameter);/*DMA循环模式设置*/if(ADC-dma_parameter.dma_circulation_mode ENABLE){dma_circulation_enable(ADC-dma_parameter.dma_periph, ADC-dma_parameter.dma_channel);}else{dma_circulation_disable(ADC-dma_parameter.dma_periph, ADC-dma_parameter.dma_channel);}/*使能DMA*/dma_channel_enable(ADC-dma_parameter.dma_periph, ADC-dma_parameter.dma_channel);/*ADC初始化*/driver_adc_config(ADC,ADC_CH);
}
在driver_adc.h中声明了ADC DMA的结构体
C
typedef struct __typdef_adc_dma_parameter
{rcu_periph_enum rcu_dma;//DMA时钟uint32_t dma_periph;//DMA号dma_channel_enum dma_channel;//DMA通道号uint32_t dma_number;//DMA传输个数uint32_t dma_priority;//DMA通道优先级EventStatus dma_circulation_mode;//循环模式
}typdef_adc_dma_parameter;
这段代码比较简单请读者按照前面介绍的DMA原理进行解析。
12.4.2 摇杆ADC设置所需要的参数及IO口结构体定义
在bsp_adc.c中对摇杆ADC设置所需要的参数及IO扩结构体数组进行了定义
C
typdef_adc_ch_general Rocker_ADC {.rcu_adc RCU_ADC2,//ADC2的时钟.adc_psc RCU_CKADC_CKAPB2_DIV6,//ADC2设置为APB2 6分频.adc_port ADC2,//ADC口为ADC2.adc_mode ADC_MODE_FREE,//ADC模式为独立模式.adc_channel_group ADC_REGULAR_CHANNEL,//使用规则组.adc_scan_function ENABLE,//开启扫描模式.adc_continuous_function ENABLE,//开启循环模式.ch_count 2,//转换长度为2.dma_parameter {.rcu_dma RCU_DMA1,//DMA1的时钟.dma_periph DMA1,//使用DMA1.dma_channel DMA_CH4,//使用通道4.dma_number 2,//DMA传输长度为2.dma_priority DMA_PRIORITY_HIGH,//DMA通道优先级.dma_circulation_mode ENABLE//DMA循环模式打开},.trigger_source ADC0_1_2_EXTTRIG_REGULAR_NONE,//ADC触发源选择为软件触发.DMA_mode ENABLE//使用DMA
};typdef_adc_ch_parameter Rocker_ch[2]
{{.rcu_port RCU_GPIOF,//GPIOF时钟.port GPIOF,//GPIO port.pin GPIO_PIN_7,//PF7.gpio_speed GPIO_OSPEED_10MHZ,//PF7速度设置为10MHz.adc_channel ADC_CHANNEL_5,//PF7是ADC2的通道5.sample_time ADC_SAMPLETIME_55POINT5//设置采样周期为55.5},{.rcu_port RCU_GPIOF,//GPIOF时钟.port GPIOF,//GPIO port.pin GPIO_PIN_8,//PF8.gpio_speed GPIO_OSPEED_10MHZ,//PF8速度设置为10MHz.adc_channel ADC_CHANNEL_6,//PF8是ADC2的通道6.sample_time ADC_SAMPLETIME_55POINT5//设置采样周期为55.5}
};//ADC通道参数配置包括IO口和对应通道以及采样周期
12.4.3 摇杆 ADC初始化和触发ADC转换的具体实现函数
在bsp_adc.c中定义了摇杆 DMA和ADC初始化和触发ADC转换的函数
C
uint16_t Rocker_data[2] ;
void bsp_Rocker_ADC_config()
{driver_adc_regular_ch_dma_config(Rocker_ADC,Rocker_ch,(uint16_t*)Rocker_data);driver_adc_software_trigger_enable(Rocker_ADC);
}
12.4.4 main函数实现
C
int main(void)
{delay_init();//延时函数初始化bsp_uart_init(BOARD_UART);//BOARD_UART串口初始化bsp_Rocker_ADC_config();//摇杆ADC配置while (1){delay_ms(100);//延时100msprintf( the Rocker x and y axis data is %d,%d \r\n, Rocker_data[0],Rocker_data[1]);//打印摇杆数据}
}
本例程main函数首先进行了延时函数初始化为了演示实验结果这里初始化了BOARD_UART串口关于串口的使用请读者参考串口章节然后是摇杆ADC配置。在主循环中每100ms打印一次摇杆x、y轴的ADC转换数据。
12.5 实验结果
使用USB-TypeC线连接电脑和板上USB to UART口后配置好串口调试助手即可看到摇杆打印数据了摇动摇杆可以看到x、y轴ADC转换数据的变化。 由聚沃科技原创来源于【红枫派开发板】第十二讲 ADC-双轴按键摇杆多通道循环采样实验 - 苏州聚沃电子科技有限公司 (gd32bbs.com) GD32MCU技术交流群859440462
