正文

nRF52832的SAADC

IP云
IP云V管理员/0 阅读
08/07
小程序：扫一扫查出行
【扫一扫了解最新限行尾号】
复制小程序

SAADC部分思维导图

1ADC原理

1.1主要特点

1)8/10/12分辨率，使用过采样可达到14位分辨率

2)多达8个通道

单端输入时使用1个通道，2个通道可组成差分输入

单端和差分输入时均可配置为扫描模式

3)满量程输入范围(0 to VDD)

参考芯片数据手册

1.2功能概述

参考芯片数据手册

1.3工作模式

1)单次模式

2)连续模式

使用ADC内部定时器实现定时采样

使用nRF52832的通用定时器定时同PPI触发采样，实现连续采样

3)扫描模式

当使能一个ADC通道，ADC工作于单次模式，当使能的通道数量大于1个，ADC进入扫描模式

2SAADC的应用步骤

2.1SAADC库文件

2.2SAADC驱动的应用

1)阻塞模式

2)非阻塞模式

3)门限监测

3相关寄存器

4重要的库函数

5DEMO

5.1阻塞模式-单端输入采样

SAADC初始化

#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include "app_uart.h"
#include "app_error.h"
#include "nrf_delay.h"
#include "nrf.h"
#include "bsp.h"
#include "app_uart.h"#include "nrf_drv_saadc.h"#define UART_TX_BUF_SIZE 256 //uart 发送软件缓存大小(字节数)
#define UART_RX_BUF_SIZE 256 //uart 接收软件缓存大小(字节数) //saadc回调函数
void saadc_callback(nrf_drv_saadc_evt_t const *p_event){}
//saadc初始化函数
void saadc_init(void)
{
ret_code_t err_code;
//定义SAADC初始化结构体
//使用默认的宏初始化时需要指定该通道的模拟输入引脚
//具体的引脚分布参考数据手册
nrf_saadc_channel_config_t mmysaadc=
NRF_DRV_SAADC_DEFAULT_CHANNEL_CONFIG_SE(NRF_SAADC_INPUT_AIN2);
//初始化SAADC，注册事件回调函数，注意因为使用了阻塞模式
//所以可以不用回调函数，但是nrf_drv_saadc_init()要求必须提供回调函数
//所以这里要注册回调函数，无论有没有用到
err_code=nrf_drv_saadc_init(NULL,saadc_callback);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
//初始化SAADC通道0
err_code = nrf_drv_saadc_channel_init(0, &mmysaadc);
APP_ERROR_CHECK(err_code);}
//uart事件回调函数
void uart_error_handle(app_uart_evt_t * p_event)
{
if (p_event->evt_type == APP_UART_COMMUNICATION_ERROR)
{
APP_ERROR_HANDLER(p_event->data.error_communication);
}
else if (p_event->evt_type == APP_UART_FIFO_ERROR)
{
APP_ERROR_HANDLER(p_event->data.error_code);
}
}
//初始化串口
void usart_init()
{
uint32_t err_code; //定义一个uart配置结构体
const app_uart_comm_params_t comm_params =
{
RX_PIN_NUMBER, //定义uart接收引脚
TX_PIN_NUMBER, //定义uart发送引脚
RTS_PIN_NUMBER, //定义uart RTS引脚，注意流控关闭后虽然定义了RTS和CTS引脚，但是不起作用
CTS_PIN_NUMBER, //定义uart CTS引脚
APP_UART_FLOW_CONTROL_DISABLED, //关闭uart流控
false,
UART_BAUDRATE_BAUDRATE_Baud115200 //uart波特率
};
//初始化app uart，注册uart事件回调函数
APP_UART_FIFO_INIT(&comm_params,
UART_RX_BUF_SIZE,
UART_TX_BUF_SIZE,
uart_error_handle,
APP_IRQ_PRIORITY_LOWEST,
err_code); APP_ERROR_CHECK(err_code);}
/**********************************************************************************************
* 描 述 : main函数
* 入 参 : 无
* 返回值 : 无
***********************************************************************************************/
int main(void)
{
nrf_saadc_value_t saadc_val;
float voltage=9.99;; //转化后的电压值
usart_init(); //初始化串口
saadc_init(); //初始化SAADC
while(true)
{
//启动一次ADC采样
nrf_drv_saadc_sample_convert(0,&saadc_val);
voltage=(float)saadc_val*3.6/1024;
printf("voltage=%f\n",voltage);
nrf_delay_ms(300); //延时300ms
printf("saadc_val=V%d\n", saadc_val);}
}

SAADC初始化包括两部分:SAADC驱动程序初始化，SAADC通道配置。nrf_drv_saadc.h中定义了两个带输入参数的初始化宏

#define NRF_DRV_SAADC_DEFAULT_CHANNEL_CONFIG_SE(PIN_P) \
{ \
.resistor_p = NRF_SAADC_RESISTOR_DISABLED, \
.resistor_n = NRF_SAADC_RESISTOR_DISABLED, \
.gain = NRF_SAADC_GAIN1_6, \
.reference = NRF_SAADC_REFERENCE_INTERNAL, \
.acq_time = NRF_SAADC_ACQTIME_10US, \
.mode = NRF_SAADC_MODE_SINGLE_ENDED, \
.pin_p = (nrf_saadc_input_t)(PIN_P), \
.pin_n = NRF_SAADC_INPUT_DISABLED \
}

注意1

初始化宏配置SAADC通道的参数如下

ADC输入正极电阻配置：旁路电阻梯

ADC输入负极电阻配置：旁路电阻梯

增益：1/6

参考电压：内部0.6V

采样时间：10US

模式：单端输入

突发模式：禁止

ADC输入正极连接的模拟输入引脚

ADC输入负极连接的模拟输入引脚:不连接

注意2

err_code=nrf_drv_saadc_init(NULL,saadc_callback);

SAADC初始化函数nrf_drv_saadc_init(),如果没有提供SAADC配置结构体即第一个参数为NULL,这时驱动会使用“sdk_config.h”文件默认参数配置SAADC

5.2阻塞模式-差分输入采样

SAADC初始化
//saadc初始化函数
void saadc_init(void)
{
ret_code_t err_code;
//定义SAADC初始化结构体
//使用默认的宏初始化时需要指定该通道的模拟输入引脚
//具体的引脚分布参考数据手册
nrf_saadc_channel_config_t mmysaadc=
NRF_DRV_SAADC_DEFAULT_CHANNEL_CONFIG_DIFFERENTIAL(NRF_SAADC_INPUT_AIN2,NRF_SAADC_INPUT_AIN0);
//初始化SAADC，注册事件回调函数，注意因为使用了阻塞模式
//所以可以不用回调函数，但是nrf_drv_saadc_init()要求必须提供回调函数
//所以这里要注册回调函数，无论有没有用到
err_code=nrf_drv_saadc_init(NULL,saadc_callback);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
//初始化SAADC通道0
err_code = nrf_drv_saadc_channel_init(0, &mmysaadc);
APP_ERROR_CHECK(err_code);}

NRF_DRV_SAADC_DEFAULT_CHANNEL_CONFIG_DIFFERENTIAL宏有两个输入参数，对应通道的正极模拟输入引脚和负极模拟输入引脚

#define NRF_DRV_SAADC_DEFAULT_CHANNEL_CONFIG_DIFFERENTIAL(PIN_P, PIN_N) \
{ \
.resistor_p = NRF_SAADC_RESISTOR_DISABLED, \
.resistor_n = NRF_SAADC_RESISTOR_DISABLED, \
.gain = NRF_SAADC_GAIN1_6, \
.reference = NRF_SAADC_REFERENCE_INTERNAL, \
.acq_time = NRF_SAADC_ACQTIME_10US, \
.mode = NRF_SAADC_MODE_DIFFERENTIAL, \
.pin_p = (nrf_saadc_input_t)(PIN_P), \
.pin_n = (nrf_saadc_input_t)(PIN_N) \
}

主函数：

int main(void)
{
nrf_saadc_value_t saadc_val;
float voltage=9.99;; //转化后的电压值
usart_init(); //初始化串口
saadc_init(); //初始化SAADC
while(true)
{
//启动一次ADC采样
nrf_drv_saadc_sample_convert(0,&saadc_val);
//这里saadc_val变成了差分值
voltage=(float)saadc_val*3.6/1024;
printf("voltage=%f\n",voltage);
nrf_delay_ms(300); //延时300ms
printf("saadc_val=V%d\n", saadc_val);}
}

5.3非阻塞模式-单缓存采样

//定义SAADC采样数据缓存
//定义SAADC采样缓存数组大小
//只有采样结果存满该缓存之后,才会产生SAADC采样完成事件
#define SAMPLES_IN_BUFFER 1//定义SAADC采样缓存数组大小
nrf_saadc_value_t m_buffer_pool[SAMPLES_IN_BUFFER];
//定义该变量用来保存SAADC采样的次数
static uint32_t m_adc_evt_counter;

//SAADC初始化函数
void saadc_init(void)
{
ret_code_t err_code;
//定义SAADC初始化结构体
//使用默认的宏初始化时需要指定该通道的模拟输入引脚
//具体的引脚分布参考数据手册
nrf_saadc_channel_config_t mmysaadc=
NRF_DRV_SAADC_DEFAULT_CHANNEL_CONFIG_SE(NRF_SAADC_INPUT_AIN2);
//初始化SAADC，注册事件回调函数，
//注意，本例使用的是非阻塞模式，非阻塞模式下，采样完成后以事件
//的方式通知应用程序，应用程序在事件回调函数中读取采样数据
err_code=nrf_drv_saadc_init(NULL,saadc_callback);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
//初始化SAADC通道0
err_code = nrf_drv_saadc_channel_init(NULL, &mmysaadc);
APP_ERROR_CHECK(err_code);//设置好缓存，等待应用程序启动采样
err_code = nrf_drv_saadc_buffer_convert(m_buffer_pool, SAMPLES_IN_BUFFER);
APP_ERROR_CHECK(err_code);}

nrf_drv_saadc_buffer_convert函数将SAADC工作于非阻塞模式，可将SAADC配置为就绪状态，但是不会触发采样

ret_code_t nrf_drv_saadc_buffer_convert(
nrf_saadc_value_t * buffer,
uint16_t size
)Function for issuing conversion of data to the buffer.Parameters:
[in]bufferResult buffer.
[in]sizeBuffer size in words.

//saadc回调函数
void saadc_callback(nrf_drv_saadc_evt_t const *p_event)
{
float val; //保存SAADC采样数据计算的实际电压值if(p_event->type == NRF_DRV_SAADC_EVT_DONE) //Event generated when the buffer is filled with samples
{
ret_code_t err_code;
//设置好缓存，为下一次采样准备
err_code=nrf_drv_saadc_buffer_convert(p_event->data.done.p_buffer,
SAMPLES_IN_BUFFER);APP_ERROR_CHECK(err_code);int i;
//串口打印采样次数
printf("ADC event number:%d\r\n",(int)m_adc_evt_counter);for(i=0;i<SAMPLES_IN_BUFFER;i++)
{
val=p_event->data.done.p_buffer[i]*3.6/1024;
printf("Voltage = %.3fV\r\n", val);
}//采样次数加1
m_adc_evt_counter++;}}

5.4非阻塞模式-双缓存采样

5.5电池电压采样

5.6三个通道同时采样-定时器触发

//定义SAADC采样缓存数组大小
#define SAMPLES_IN_BUFFER 3//定义SAADC采样缓存数组
static nrf_saadc_value_t m_buffer_pool[SAMPLES_IN_BUFFER];

/***********************************************************
*函数介绍:初始化SAADC
通道0 采集电位器电压 P004
通道1 采集光敏电阻电压 P002
通道2 采样芯片供电电压 不需要外接引脚
*输入参数：
*输出参数：
*返回值：无
************************************************************/
void saadc_init(void)
{
ret_code_t err_code;
//定义SAADC采样通道0初始化配置结构体变量,并用默认参数初始化
nrf_saadc_channel_config_t channel_0_config=
NRF_DRV_SAADC_DEFAULT_CHANNEL_CONFIG_SE(NRF_SAADC_INPUT_AIN2);
channel_0_config.gain=NRF_SAADC_GAIN1_6;
channel_0_config.reference=NRF_SAADC_REFERENCE_INTERNAL; //使用内部的0.6V作为参考电压//定义SAADC采样通道1初始化配置结构体，并用默认参数初始化
nrf_saadc_channel_config_t channel_1_config=
NRF_DRV_SAADC_DEFAULT_CHANNEL_CONFIG_SE(NRF_SAADC_INPUT_AIN0);
channel_1_config.gain=NRF_SAADC_GAIN1_6;
channel_1_config.reference=NRF_SAADC_REFERENCE_INTERNAL; //使用内部的0.6V作为参考电压//定义SAADC采样通道2初始化配置结构体
nrf_saadc_channel_config_t channel_2_config=
NRF_DRV_SAADC_DEFAULT_CHANNEL_CONFIG_SE(SAADC_CH_PSELP_PSELP_VDD);channel_2_config.gain=NRF_SAADC_GAIN1_6;
channel_2_config.reference=NRF_SAADC_REFERENCE_INTERNAL; //使用内部的0.6V作为参考电压//初始化SAADC
err_code=nrf_drv_saadc_init(NULL,saadc_callback);
APP_ERROR_CHECK(err_code);//初始化SAADC的通道0
err_code = nrf_drv_saadc_channel_init(0, &channel_0_config);
APP_ERROR_CHECK(err_code); err_code = nrf_drv_saadc_channel_init(1, &channel_1_config);
APP_ERROR_CHECK(err_code); err_code = nrf_drv_saadc_channel_init(2, &channel_2_config);
APP_ERROR_CHECK(err_code);//使用双缓存
//设置好第一个缓存
err_code=nrf_drv_saadc_buffer_convert(m_buffer_pool,SAMPLES_IN_BUFFER);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
////设置好第二个缓存
//err_code=nrf_drv_saadc_buffer_convert(m_buffer_pool[1],SAMPLES_IN_BUFFER);
//APP_ERROR_CHECK(err_code);
}

注意

三个通道采样，分别配置为通道0，1，2

//saadc回调函数
void saadc_callback(nrf_drv_saadc_evt_t const *p_event)
{
ret_code_t err_code;
float val; //保存SAADC采样数据计算的实际电压值
if(p_event->type == NRF_DRV_SAADC_EVT_DONE)
{
//设置好缓存，为下一次采样做准备
err_code=nrf_drv_saadc_buffer_convert(p_event->data.done.p_buffer,
SAMPLES_IN_BUFFER);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
//读取采样结果，使用串口发送
for(uint32_t i=0;i<SAMPLES_IN_BUFFER;i++)
{
val=p_event->data.done.p_buffer[i]*3.6/1024;
// printf("Voltage = %.3fV\r\n", val);
switch(i)
{
case 0:printf("AIN2=%f\r\n",val); break;
case 1:printf("AIN0=%f\r\n",val); break;
case 2:printf("VDD=%f\r\n",val); break;
default:break;
}
}
}
}

/**********************************************************************************************
* 描 述 : main函数
* 入 参 : 无
* 返回值 : 无
***********************************************************************************************/
int main(void)
{
nrf_saadc_value_t saadc_val;
usart_init(); //初始化串口
saadc_init(); //初始化SAADC
timers_init(); //定时器初始化函数
while(true)
{}
}