RT-Thread ADC设备学习笔记

上一节我们学习了RTT的PIN设备的使用，从PIN设备的例程再一次体会到RTT编程的灵活和简单，最重要的是让开发者专注于应用开发，文章链接：

RT-Thread PIN设备学习笔记

今天我们来学习RT-Thread ADC设备！学习一个新东西，还是一样，我个人主张带着需求去学习，而不是漫无目的的去学，有了需求驱动，并且是一个努力付出就可以拥有的成果，那么这还不容易嘛！

我们接下来将基于小熊派开发平台进行实践。

1、实践需求

1.1 硬件配置

LED、烟感模块

1.2 软件需求

设备开机，当在串口终端输入adc_cmd on时，adc数据开始打印，LED灯熄灭，当在串口终端输入adc_cmd off,adc数据关闭打印，LED灯开始闪烁。

本节，我们将会学习到RT-Thread ADC设备的基本使用。

接下来，我们将基于RT-Thread Studio来构建。

2、开始实践

上一节我们已经熟悉了怎么创建工程和配置项目了，这节我们直接略过这两步操作，直接看硬件图。

2.1 硬件原理图

参考这篇文章：基于小熊派气体传感器MQ-2综合实践

2.2 软件功能实现

根据官方给出的文档可以分为这么几步操作：

• 查找设备  rt_device_t rt_device_find(const char* name);

参数	描述
name	ADC 设备名称
返回	--
设备句柄	查找到对应设备将返回相应的设备句柄
RT_NULL	没有找到设备

• 使能设备 rt_err_t rt_adc_enable(rt_adc_device_t dev, rt_uint32_t channel);

参数	描述
dev	ADC 设备句柄
channel	ADC 通道
返回	--
-RT_ENOSYS	失败，设备操作方法为空
其他错误码	失败

• 读取采样数据 rt_uint32_t rt_adc_read(rt_adc_device_t dev, rt_uint32_t channel);

参数	描述
dev	ADC 设备句柄
channel	ADC 通道
返回	——
读取的数值

根据API，我们很容易写出以下程序：

/*
 * Copyright (c) 2006-2019, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2019-09-09     RT-Thread    first version
 */

#include <rtthread.h>
#include <board.h>
#include <rtdevice.h>

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>

/* PLEASE DEFINE the LED0 pin for your board, such as: PA5 */
#define LED0_PIN    GET_PIN(A, 0)

#define ADC_DEV_NAME        "adc1"      /* ADC 设备名称 */
#define ADC_DEV_CHANNEL     3           /* ADC 通道 */
#define REFER_VOLTAGE       330         /* 参考电压 3.3V,数据精度乘以100保留2位小数*/
#define CONVERT_BITS        (1 << 12)   /* 转换位数为12位 */

typedef struct
{
    rt_uint32_t serial_number  ;
    rt_uint32_t smoke_value ;
    rt_uint8_t led_flag : 1 ;
    rt_uint8_t plot_flag : 1 ;
}Sensor_handlerDef;

Sensor_handlerDef MQ2_Sensor ;


/*命令控制*/
static int adc_cmd(int argc, char *argv[])
{
    char *cmd_str[] = {"adc_cmd","on","off"};
    if(argc < 2 || argc > 2)
        rt_kprintf("cmd input error!\n");
    if(strcmp(argv[0],cmd_str[0]) == 0)
    {
       if(strcmp(argv[1],cmd_str[1]) == 0)
       {
           rt_kprintf("Open ADC\n");
           MQ2_Sensor.plot_flag = 1 ;
           MQ2_Sensor.led_flag = 1 ;
       }
       else if(strcmp(argv[1],cmd_str[2]) == 0)
       {
           rt_kprintf("Close ADC\n");
           MQ2_Sensor.plot_flag = 0 ;
           MQ2_Sensor.led_flag = 0 ;
           rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
       }
    }
    return 0;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(adc_cmd, adc open or close);

int main(void)
{
    rt_uint8_t status = 0 ;
    char *procol_buf = NULL ;
    MQ2_Sensor.serial_number = 0 ;
    MQ2_Sensor.smoke_value = 0 ;
    rt_adc_device_t adc_dev;
    rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
    procol_buf = rt_malloc(20);
    if(RT_NULL == procol_buf){
        rt_kprintf("procol_buf is null\n");
        return RT_ERROR ;
    }
    /* 查找设备 */
    adc_dev = (rt_adc_device_t) rt_device_find(ADC_DEV_NAME);
    if (adc_dev == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("adc sample run failed! can't find %s device!\n", ADC_DEV_NAME);
        return RT_ERROR;
    }

    /* 使能设备 */
    rt_adc_enable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);
    while(1)
    {
        /**/
        if(MQ2_Sensor.led_flag)
        {
            status = !status ;
            rt_pin_write(LED0_PIN,status);
        }
        if(MQ2_Sensor.plot_flag)
        {
            MQ2_Sensor.serial_number++ ;
            MQ2_Sensor.smoke_value = rt_adc_read(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);
            rt_memset(procol_buf,0,20);
            rt_sprintf((char *)procol_buf, "S1 %d%d%d%d%d %d%d%d%d%d",
                    MQ2_Sensor.serial_number / 10000,
                    MQ2_Sensor.serial_number / 1000 % 100 % 10,
                    MQ2_Sensor.serial_number / 100 % 10,
                    MQ2_Sensor.serial_number / 10 % 10,
                    MQ2_Sensor.serial_number % 10,
                    MQ2_Sensor.smoke_value / 10000,
                    MQ2_Sensor.smoke_value / 1000 % 100 % 10,
                    MQ2_Sensor.smoke_value / 100 % 10,
                    MQ2_Sensor.smoke_value / 10 % 10,
                    MQ2_Sensor.smoke_value % 10
                    );
            rt_kprintf("%s \r\n", procol_buf);
        }
        rt_thread_mdelay(100);
    }
    rt_free(procol_buf);
    return RT_EOK;
}

编写程序完成以后，还没完呢！我们还要做一系列设置，才能把ADC用起来，在board.h中ADC部分，看到这么一段话：

/** if you want to use adc you can use the following instructions.
  *
  * STEP 1, open adc driver framework support in the RT-Thread Settings file
  *
  * STEP 2, define macro related to the adc
  *                 such as     #define BSP_USING_ADC1
  *
  * STEP 3, copy your adc init function from stm32xxxx_hal_msp.c generated by stm32cubemx to the end of board.c file
  *                 such as     void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* hadc)
  *
  * STEP 4, modify your stm32xxxx_hal_config.h file to support adc peripherals. define macro related to the peripherals
  *                 such as     #define HAL_ADC_MODULE_ENABLED
  *
  */

意思是告诉你，如果要使用ADC，要跟着它的步骤来操作，那我们跟着做就好了：

• STEP 1 配置adc设备支持

顺便把ulog日志配置上。

• STEP 2 定义ADC使用宏(因为我的气体传感器接在ADC1)

• STEP 3 编写ADC初始化函数(这个函数使用stm32cubeMX生成然后拷贝过来就行)

• STEP 4 定义ADC HAL模块使能

大功告成，在下载测试之前解释下这个函数：

命令控制函数

/*命令控制*/
static int adc_cmd(int argc, char *argv[])
{
    char *cmd_str[] = {"adc_cmd","on","off"};
    if(argc < 2 || argc > 2)
        rt_kprintf("cmd input error!\n");
    if(strcmp(argv[0],cmd_str[0]) == 0)
    {
       if(strcmp(argv[1],cmd_str[1]) == 0)
       {
           rt_kprintf("Open ADC\n");
           MQ2_Sensor.plot_flag = 1 ;
           MQ2_Sensor.led_flag = 1 ;
       }
       else if(strcmp(argv[1],cmd_str[2]) == 0)
       {
           rt_kprintf("Close ADC\n");
           MQ2_Sensor.plot_flag = 0 ;
           MQ2_Sensor.led_flag = 0 ;
           rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
       }
    }
    return 0;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(adc_cmd, adc open or close);

由于我们这里使用了符号导出,只有做了符号导出,Finsh解析器才会识别当前程序支持的是哪个命令，当前的命令为adc_cmd,所以，在串口终端我们这么来操作就行了：

adc_cmd on  打开ADC数据，灯闪烁
adc_cmd off 关闭ADC数据，灯熄灭

关于Finsh解析器，后续我们再出一个专题进行讲解，这个东西就跟Linux命令行一样好玩！

下载测试

打开IDE自己内置的串口，不得不说良心！

然后配置串口调试参数

在这里敲击回车会有msh >，我们在这里输入指令

在这里输入adc_cmd on

关掉自带的串口，打开上位机，可以看到烟感的数据以曲线的形式进行显示

(这个小熊派的综合测试上位机最后会开源，尽请期待！)

在这里输入adc_cmd off

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