PAN3060_CIU32F003_TX/SN_Port/SN_ADC.c

#include "SN_ADC.h"
/*
文件名：SN_ADC.c/.h
作者： SN_FAE_黄泽洪
免责声明：无版权，可随意传播和篡改，该代码仅供开发参考，如需使用请自行验证
本人不担负商业使用上带来的风险。
*/



/*
      不带滤波，用户自行实现滤波
			
      SN_ADC 模块使用方法是：
			
			
			
			
			1.先初始化对应通道道    SN_ADC_IN_init(ADC_CHANNEL_0|ADC_CHANNEL_1|ADC_CHANNEL_6);
      2.启动adc转换           SN_ADC_start();
			3.获取对应通道的ADC值   uint16_t val0 =  SN_ADC_Get(0);
			                        uint16_t val1 =  SN_ADC_Get(1);
														  uint16_t val6 =  SN_ADC_Get(2);


方法一：使用CPU等待adc转换完成，适用于CPU工作量不多的情况

    SN_ADC.h文件：
		
		  #define  ADC_IRQ_Handle    0   

    main.c文件：

      uint16_t ADC_VAL = 0;
      float MCU_VDD = 0;
      int main(void)
      {  
         SN_SYSCLK_set(SYSCLK_48MHZ);
         std_delay_init();
	       SN_ADC_IN_init(ADC_CHANNEL_4_PA7|ADC_CHANNEL_5_PB3|ADC_CHANNEL_7_PB0);

        while(1){
				
						std_delayms(500);	
            SN_ADC_start();		        //此时编译的SN_ADC_star()函数是阻塞cpu时间的，是前台代码						
	          ADC_VAL = SN_ADC_Get(0);
						MCU_VDD = SN_ADC_MCU_VDD();               //获取MCU的当前vdd电压
				}


     }



方法二：使用ADC中断处理，减少CPU空跑时间

    SN_ADC.h文件：
		
		  
		#define  ADC_IRQ_Handle    1   //开启中断读取ADC值，单周期

    main.c文件：

      uint16_t ADC_VAL = 0;
      float MCU_VDD = 0;
      int main(void)
      {  
         SN_SYSCLK_set(SYSCLK_48MHZ);
         std_delay_init();
	       SN_ADC_IN_init(ADC_CHANNEL_4_PA7|ADC_CHANNEL_5_PB3|ADC_CHANNEL_7_PB0);
				 
         SN_ADC_start();		        //此时编译的SN_ADC_star()函数是中断处理的，是后台代码	
				 
         while(1){
				
						std_delayms(500);	
			//	  SN_ADC_start();           //多次调用也可以
	          ADC_VAL = SN_ADC_Get(0);
						 MCU_VDD = SN_ADC_MCU_VDD();               //获取MCU的当前vdd电压
				}


     }



方法三：使用ADC中断处理，减少CPU空跑时间

    SN_ADC.h文件：
		 
		#define  ADC_IRQ_Handle    2   //开启中断读取ADC值，周期性更新ADC数据

    main.c文件：

      uint16_t ADC_VAL = 0;
      float MCU_VDD = 0;
      int main(void)
      {  
         SN_SYSCLK_set(SYSCLK_48MHZ);
         std_delay_init();
	       SN_ADC_IN_init(ADC_CHANNEL_4_PA7|ADC_CHANNEL_5_PB3|ADC_CHANNEL_7_PB0);
				 
         SN_ADC_start();		          //此时编译的SN_ADC_star()函数是中断处理的，是后台代码	，处于循环更新状态的ADC，启动一次即可。
				 
         while(1){
				
						std_delayms(500);					
	          ADC_VAL = SN_ADC_Get(0);
						MCU_VDD = SN_ADC_MCU_VDD();               //获取MCU的当前vdd电压
				}


     }


														 
	注意：	ADC单通道转换的时间 =  ADC采样时钟数（与ADC工作频率有关） +  ADC固定的转换时间  											 
					ADC多通道转换时间 = 	ADC单通道转换的时间 * 通道数								 
														 
	注意：  ADC速度的时间选择：
              ADC的转换时间不是越快越好，这个和硬件也有关系，MCU的ADC模块内部也有一个小电容用于信号采样。
              如果信号源的阻抗有些大（理论上信号的输出阻抗是无限小的）导致MCU的ADC电容正常充电时间慢（类似物理中的连通器），
              而我们的采样时间快（ADC采样时钟数*ADC工作频率）,那样我们采到的ADC值跟实际值相比就偏小了。							
														 
	注意：  ADC 12位分辨率最高采样率 1Msps ，比如ADC工作在48MHZ是无法工作的		
                
               单次单通道最高转换时间时钟（48MHZ下）：std_adc_clock_config(ADC_CK_DIV2);	std_adc_sampt_time_config(ADC_SAMPTIME_3CYCLES); 
                        这个时间是  48mhz/2*3  +  13*48mhz/2  （固定转换时间 13 个 ADC_CK 时钟周期）            

							 5通道序列最高转换时间时钟 （48MHZ下）：std_adc_clock_config(ADC_CK_DIV3);	std_adc_sampt_time_config(ADC_SAMPTIME_3CYCLES); 						 
			                  这个时间大致是  { 48mhz/2*3  +  13*48mhz/2  （固定转换时间 13 个 ADC_CK 时钟周期）} * 5 
			          
							 用户要自己在保证采样精度的前提下，实验调整时间，不要盲目追求ADC高速度。
								
  注意：  不要使用PB6 作为ADC通道作为输入（ADC_CHANNEL_6），分压采样的上拉电阻可能导致SWD口无法使用。
	
	注意：  ADC 时钟频率与工作电压之间的关系如下,
                                2.2 V ＜ VDDA  ≤5.5V 时，300KHz≤fADC_CK ≤ 16MHz 
																1.8 V ≤ VDDA  ≤ 2.2V 时，300KHz≤fADC_CK ≤ 8MHz
																
	注意：  使用 ADC 时，需保持 RCH 时钟使能。

*/




/*                    IO引脚和参数对应表格：

											ADC_CHANNEL_0  	对应IO    PB1
											ADC_CHANNEL_1  	对应IO    PA3
											ADC_CHANNEL_2  	对应IO    PA4
											ADC_CHANNEL_3  	对应IO    PA6
											ADC_CHANNEL_4  	对应IO    PA7
											ADC_CHANNEL_5  	对应IO    PB3
											ADC_CHANNEL_6  	对应IO    PB6
											ADC_CHANNEL_7  	对应IO    PB0
											
											别名：
											ADC_CHANNEL_0_PB1  对应   ADC_CHANNEL_0
											ADC_CHANNEL_1_PA3  对应   ADC_CHANNEL_1
											ADC_CHANNEL_2_PA4  对应   ADC_CHANNEL_2
											ADC_CHANNEL_3_PA6  对应   ADC_CHANNEL_3
											ADC_CHANNEL_4_PA7  对应   ADC_CHANNEL_4
											ADC_CHANNEL_5_PB3  对应   ADC_CHANNEL_5
											ADC_CHANNEL_6_PB6  对应   ADC_CHANNEL_6
											ADC_CHANNEL_7_PB0  对应   ADC_CHANNEL_7
*/

//该表是用来初始化通道对应的GPIO
const static uint16_t ADC_CH_list[8] = {
	
	                         GPIO_PIN_1,
                           GPIO_PIN_3,
                           GPIO_PIN_4,
                           GPIO_PIN_6,
                           GPIO_PIN_7,
                           GPIO_PIN_3,
                           GPIO_PIN_6,
                           GPIO_PIN_0,	
	
                          };


//ADC通道值缓存												
__IO uint16_t ADC_VAL_list[9] = {0x00}	;	
//ADC通道注册列表
uint8_t  ADC_CH = 0;
//VBGR值变量（每次ADC转换都通道一起获取,时刻刷新）
__IO uint32_t  VBGR_Val = 0;
//ADC通道数量
#ifdef   ADC_BGR_Rectify 		
__IO uint8_t ADC_CH_NUM = 1;
#else
__IO uint8_t ADC_CH_NUM = 0;
#endif
/*



函数名称：SN_ADC_IN_init()

功能： 设置ADC通道 （默认是正向扫描）

@参数：channel (ADC通道):  
          @ADC_CHANNEL_0    或   ADC_CHANNEL_0_PB1
          @ADC_CHANNEL_1    或   ADC_CHANNEL_1_PA3
          @ADC_CHANNEL_2    或   ADC_CHANNEL_2_PA4
          @ADC_CHANNEL_3    或   ADC_CHANNEL_3_PA6
          @ADC_CHANNEL_4    或   ADC_CHANNEL_4_PA7
          @ADC_CHANNEL_5    或   ADC_CHANNEL_5_PB3
          @ADC_CHANNEL_6    或   ADC_CHANNEL_6_PB6
          @ADC_CHANNEL_7    或   ADC_CHANNEL_7_PB0
          @ADC_CHANNEL_x|ADC_CHANNEL_y|ADC_CHANNEL_z （同时设置多通道）

@返回值: 返回通道号集
*/

uint8_t SN_ADC_IN_init(uint32_t channel){
	
  std_delay_init();  //必须的
	
  uint32_t channeN =  channel;
	
  std_gpio_init_t gpio_config = {0};
	
//初始化IO 
	if((channel & 0x0000001E) != 0)
		std_rcc_gpio_clk_enable(RCC_PERIPH_CLK_GPIOA);	
	if((channel & 0x000000E1) != 0)
		std_rcc_gpio_clk_enable(RCC_PERIPH_CLK_GPIOB);
	gpio_config.mode = GPIO_MODE_ANALOG;
	  
	for(int i = 0 ; i < 8 ; i++){
	    if( (channeN & 0x01) == 1){ 
	           if( (i == 0) || (i == 5) || (i == 6) || (i == 7 ) ){
							   gpio_config.pin = ADC_CH_list[i];
		             std_gpio_init(GPIOB, &gpio_config);
						 }else{
						     gpio_config.pin = ADC_CH_list[i];
		             std_gpio_init(GPIOA, &gpio_config);
						 }
						 ++ADC_CH_NUM;	 
	    }
			 channeN >>= 1 ;
   }

	
//ADC设置
    /* 使能ADC时钟 */
    std_rcc_apb2_clk_enable(RCC_PERIPH_CLK_ADC);
       
    /* ADC_CK时钟为PCLK的3分频 */
    std_adc_clock_config(ADC_CK_DIV3);
    
    /* 软件触发ADC */
    std_adc_trig_sw();
	 
#if   ADC_IRQ_Handle != 1 	
    /*循环转换模式 */ 
    std_adc_conversion_mode_config(ADC_CONTINUOUS_CONVER_MODE);
#else 
    std_adc_conversion_mode_config(ADC_SINGLE_CONVER_MODE);	 
	 
#endif	 
   
    /* 采样时间配置，119个周期*/
    std_adc_sampt_time_config(ADC_SAMPTIME_119CYCLES);
       
    /* 扫描方向配置：正向扫描 */
    std_adc_scan_direction_config(ADC_SCAN_DIR_FORWARD);
     
    
#ifdef   ADC_BGR_Rectify 		
		/* ADC通道 + VBGR */
    std_adc_fix_sequence_channel_enable(channel|ADC_CHANNEL_VBGR);
		std_adc_internal_channel_vbgr_enable();    //使能VBGR
		std_delayus(ADC_VBGR_CHANNEL_DELAY);       //等待VBGR稳定
		
#else
    /* ADC通道 */
    std_adc_fix_sequence_channel_enable(channel);
#endif

    /* 配置wait模式，避免数据未及时读取，转换溢出 */
    std_adc_wait_mode_enable();
    
    /* ADC选择正常工作模式 */
    std_adc_mode_config(ADC_MODE_NORMAL);

    /* 使能ADC */
    std_adc_enable();
    
    /* 等待ADC使能状态稳定 */
    std_delayus(ADC_EN_DELAY);   /*这个时间不能排除，因为这个和MCU的ADC类型有关，
		                               逼近型ADC必须要有个上电稳定时间。
		                               由于使用了std_delayus();就必须要这ADC初始化前，
		                               调用std_delay_init();
                                 */
    /* 使能校准 */
    std_adc_calibration_enable();  
    
    /* 等待校准完成 */
    while(std_adc_get_flag(ADC_FLAG_EOCAL) == 0U);

    /* 清除ADC转换状态，确保之前状态不影响转换 */
    std_adc_clear_flag(ADC_FLAG_ALL);
		
		ADC_CH |= channel;
			
#if   ADC_IRQ_Handle != 0 		
		
		/* 通道转换完成中断使能 */
    std_adc_interrupt_enable(ADC_INTERRUPT_EOC);  //开启adc单通道转换完成标志
		std_adc_interrupt_enable(ADC_INTERRUPT_EOS);  //开启adc序列转换完成标志
		
		/* ADC的NVIC中断初始化 */
    NVIC_SetPriority(ADC_COMP_IRQn, ADC_NVIC_PRIO_x);
    NVIC_EnableIRQ(ADC_COMP_IRQn);
		
#endif		
	//	bsp_adc_software_calibrate();   //官方调整函数，精度不够，不使用
	return channel;	

}






/*
函数名称：SN_ADC_Get()
功能： 获取ADC通道值 （默认是正向扫描） 或实际电压值
@参数： ADC通道转换的顺序号  
        例如：我同时使用了adc  通道3  通道6  通道7
         那么我读通道3         uint16_t  val0 = SN_ADC_Get(0);
               读通道6         uint16_t  val1 = SN_ADC_Get(1);
               读通道7         uint16_t  val2 = SN_ADC_Get(2);
               读VBGR          SN_ADC_Get(LEN+1);                //数组长度LEN

@返回值: 对应通道的ADC值
*/

uint16_t SN_ADC_Get(uint32_t list_next ){
	
    return ADC_VAL_list[list_next];
}        






/*
函数名称：SN_ADC_Get_float()  使用前必须保证 #define  ADC_BGR_Rectify 
功能： 获取ADC通道值 （默认是正向扫描） 实际电压值
@参数： ADC通道转换的顺序号  
        例如：我同时使用了adc  通道3  通道6  通道7
         那么我读通道3         float  val0 = SN_ADC_Get(0);
               读通道6         float  val1 = SN_ADC_Get(1);
               读通道7         float  val2 = SN_ADC_Get(2);
               

@返回值: 对应通道的ADC值  
*/
float SN_ADC_Get_float(uint32_t list_next){
   //ADC静态参数修正  E0偏移误差   EG = E0-满量程误差
   return (float)(( ADC_VAL_list[list_next] - SN_ADC_E0  )) * ((float)(VBGR_Val/(float)(4096 - SN_ADC_E0  - SN_ADC_EN)));
	
}






/*
函数名称：SN_ADC_start()

功能： 启动ADC转换 （默认是正向扫描）

注意：SN_ADC.H 的宏定状态 ADC_IRQ_Handle

#define ADC_IRQ_Handle 为  0  :不开启，直接占用cpu时间等待

#define ADC_IRQ_Handle 为  1  :开启中断读取ADC值，单周期

#define ADC_IRQ_Handle 为  2  :开启中断读取ADC值，周期性更新ADC数据

@返回值: 无
*/

void SN_ADC_start(){
	
		 
      /* 启动转换 */
      std_adc_start_conversion();
	
#if   ADC_IRQ_Handle == 0 
        uint8_t  i = 0;
	      while(std_adc_get_flag(ADC_FLAG_EOS) == 0U){
              /* 等待ADC通道转换完成 */
              while(std_adc_get_flag(ADC_FLAG_EOC) == 0U){}
							/* 获取ADC的转换数据 */	
              ADC_VAL_list[i++] = std_adc_get_conversion_value();	
              /* 清除EOC标志 */
              std_adc_clear_flag(ADC_FLAG_EOC);								
        }
			 /* 清除EOS标志 */
			 std_adc_clear_flag(ADC_FLAG_EOS);
			 /* 关闭ADC模块 */
			 std_adc_stop_conversion();
				
       VBGR_Val = std_adc_calc_vref_voltage(ADC_VAL_list[i-1]); //更新VBGR数值，并转换成电压值
				
				
#endif				
				
}




/*
函数名称：ADC_COMP_IRQHandler
功能：adc的中断处理函数

*/
void ADC_COMP_IRQHandler(void){	
	static uint8_t adc_i = 0;
  //单通道处理 
	if(std_adc_get_flag(ADC_FLAG_EOC))
    {
        /* 清除EOC中断标志 */                       
        std_adc_clear_flag(ADC_FLAG_EOC);
        /* 获取外部通道采样值 */ 
        ADC_VAL_list[adc_i++]  = std_adc_get_conversion_value();			  
    }
  //序列完成标志
	if(std_adc_get_flag(ADC_ISR_EOS ))
    {
        /* 清除EOC中断标志 */                       
        std_adc_clear_flag(ADC_ISR_EOS); 
			  VBGR_Val = std_adc_calc_vref_voltage(ADC_VAL_list[adc_i-1]); //更新VBGR数值，并转换成电压值
        adc_i  = 0;
    }				
#if   ADC_IRQ_Handle == 1			
			if(ADC_CH_NUM == adc_i){  
				   adc_i = 0; 
					 std_adc_stop_conversion();
				   VBGR_Val = std_adc_calc_vref_voltage(ADC_VAL_list[ADC_CH_NUM-1]);  
			}
#endif	

			
}


/*
函数名称：SN_ADC_MCU_VDD()
功能： 获得mcu的供电状况
参数： 无
返回： float VDD值
//必须在宏定义中开启了BGR才有这个功能
*/

float  SN_ADC_MCU_VDD(void){
	
#ifdef  ADC_BGR_Rectify        
	
   return (float)VBGR_Val;
#else
	 return 0;
	
#endif
	
}












/*
函数名称：SN_ADC_Deinit()
返回：无
*/

void SN_ADC_Deinit(void){

//关闭ADC中断
std_adc_interrupt_disable(ADC_INTERRUPT_EOC|ADC_INTERRUPT_EOS);	
//清除adc中断标志
std_adc_clear_flag(ADC_FLAG_ALL);
//关闭通道
std_adc_fix_sequence_channel_disable(ADC_CHANNEL_ALL);
//关闭VBGR通道
std_adc_internal_channel_vbgr_disable();
//关闭等待模式
std_adc_wait_mode_disable();
//禁用ADC	
std_adc_disable();	
//复位ADC
std_adc_deinit();	
//关闭对于的ADC外设时钟
std_rcc_apb2_clk_disable(RCC_PERIPH_CLK_ADC); 	
	
}



/**
* @brief  提升ADC校准系数的精度
* @retval 无
*/
void bsp_adc_software_calibrate(void)
{
    int32_t get_calfact = 0;
    
    /* 使能校准 */
    std_adc_calibration_enable();
    
    /* 等待校准完成 */
    while(std_adc_get_flag(ADC_FLAG_EOCAL) == 0U);
    
    /* 清除ADC转换状态，确保之前状态不影响转换 */
    std_adc_clear_flag(ADC_FLAG_ALL);
    
    get_calfact = std_adc_get_calibration_factor();
    
    /* 判断校准系数符号位 */
    if(get_calfact & ADC_CALFACT_SYMBOL)
    {
        /* 校准系数是负值，转换成32位有符号负数，方便计算 */
        get_calfact = get_calfact | 0xFFFFFFE0;
    }
    
    /* 校准系数减去ADC补偿值获取新的校准系数 */
    get_calfact = get_calfact - ADC_COMPENSATION_VALUE;
    
    /* 判断校准系数是否超限 */
    if(get_calfact > CALFACT_MAX)
    {
        get_calfact = CALFACT_MAX;
    }
    else if(get_calfact < CALFACT_MIN)
    {
        get_calfact = CALFACT_MIN;
    }
    std_adc_calibration_factor_config(get_calfact);
}