【连载】基于AVR XMEGA-A3BU Xplained控制器的Wifi小车制作(5)

作者: 张小艺
上传时间为: 2014-08-23 01:01 AM

本文将介绍智能小车制作过程中AD转换功能。

XMEGA-A3BU Xplained板子上自带有ADC, 共有16路 ,PA 、PB 都可用作ADC,可是官方文件说ADC的精度只有12位,共有16路,PA0-PA7,PB0-PB7,为什么不把精度做成16位? 难道是PA0-PA6,PB0-PB3,这样就有12位的精度了? 迫不及待打开ASF 看看官方给出的关于ADC的代码哈:

方法还是跟上篇写的一样,打开ASF Explorer  点击菜单项里的ASF Wizard  然后看到有ADC  ,选中添加 ,看到了DAC ,顺便也添加进去,哈哈 ad1.jpg

点开Quick Start Guide,看到官方给出代码:

#define MY_ADC            ADCA     //选择AD转化器  因为有ADCA (PA)    ADCB (PB)      
#define MY_ADC_CH     ADC_CH0
static void adc_init(void)
{
     struct adc_config adc_conf;
     struct adc_channel_config adcch_conf;
     adc_read_configuration(&MY_ADC, &adc_conf);
     adcch_read_configuration(&MY_ADC, MY_ADC_CH, &adcch_conf);
     adc_set_conversion_parameters(&adc_conf, ADC_SIGN_OFF, ADC_RES_12,
             ADC_REF_BANDGAP);//配置转换模式 unsigned, 12-bit (转换精度),内部参考输入为1V
     adc_set_conversion_trigger(&adc_conf, ADC_TRIG_MANUAL, 1, 0);//转换器触发方式:手动触发
     adc_set_clock_rate(&adc_conf, 200000UL);
     adcch_set_input(&adcch_conf, ADCCH_POS_PIN0, ADCCH_NEG_NONE, 1);//设置为单端输入,即只能输入正电压,不能输入负电压
     adc_write_configuration(&MY_ADC, &adc_conf);
     adcch_write_configuration(&MY_ADC, MY_ADC_CH, &adcch_conf);
}

到这里,我懂了上面的问题,官方说ADC的精度有12位,指的是PA0-PA7 PB0-PB7每一路都有12位的转换精度。厉害!然后我又在想,为什么只把精度做到12位呢? 做到20,30·····越多不是越好?也许ATMEL 公司会觉得精度做的越高,会不会越需要更多的计算量和计算时间。  突然想到进程的概念,如果CPU一直做比较运算,精度越高,需要算的位数越多,会浪费资源。

再看怎样进行ADC的程序开发:

sysclk_init();
adc_init();
uint16_t result;//定义一个变量用来存储转换后的值
adc_enable(&MY_ADC);//使能ADC
adc_start_conversion(&MY_ADC, MY_ADC_CH);//开始转换
adc_wait_for_interrupt_flag(&MY_ADC, MY_ADC_CH);//检测转换完成标志位,如果转换完成了,下面就可以进行数据读取了
result = adc_get_result(&MY_ADC, MY_ADC_CH);
在工程文件中打开adc.h

找到

static inline void adc_wait_for_interrupt_flag(ADC_t *adc, uint8_t ch_mask)
{
do { } while (adc_get_interrupt_flag(adc, ch_mask) != ch_mask);
adc_clear_interrupt_flag(adc, ch_mask);
}

在这个函数里,首先是检测转换完成标志位,如果转换完成了,该位为1,然后就把该位置0,否则就一直等待检测,好霸气的语句!

发现ADC的编程也是有步骤的,前提是把PA口接上模拟的传感器。初始化,设定转换模式(转换精度(官方给出了8位、12位两种选择),参考值),使能,转换,判断检测,读取。觉得其中最有兴趣的应该是采样--转换--量化。 接着昨晚的写哈,写到这里,我就想试试用ASF自己整合一个温度测量并显示的小程序,很开心,A3BU Xplained板子上 温度传感器、ADC、显示屏 这些必备资源都有。动手!现在继续往工程中添加温度传感器、显示屏的相关资源库。 还是跟之前的方法一样,打开ASF Explorer 点击菜单项里的ASF Wizard 然后看到有 lcd1.jpg

查看了A3BU Xplained板子的硬件手册,找到这款128*32 像素的LCD的型号为ST7565R  ,然后就选中添加进去, 在ASF Wizard这里找传感器的资源库,有点小纠结, ntc1.jpg

不知选择哪个?   先试着选择  Sensor Device Stack吧  。

打开工程文件里的sensor.h 文件,可以找到这句

typedef enum {
SENSOR_TYPE_UNKNOWN            = 0x0000, /**< Unknown or unspecified sensor */
SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER = 0x0001, /**< Single- or multi-axis * accelerometer */
SENSOR_TYPE_BAROMETER         = 0x0002, /**< Atmospheric air pressure */
SENSOR_TYPE_COMPASS             = 0x0004,  /**< Single- or multi-axis compass */
SENSOR_TYPE_GYROSCOPE        = 0x0008,  /**< Single- or multi-axis gyroscope */
SENSOR_TYPE_HUMIDITY            = 0x0010,  /**< Moisture or humidity sensor */
SENSOR_TYPE_LIGHT                  = 0x0020,  /**< Ambient light sensor */
SENSOR_TYPE_MAGNETIC           = 0x0040,  /**< Magnetic sensor */
SENSOR_TYPE_PRESSURE          = 0x0080,  /**< Pressure sensor */
SENSOR_TYPE_PROXIMITY         = 0x0100,  /**< Proximity sensor */
SENSOR_TYPE_TEMPERATURE   = 0x0200,  /**< Single-function temperature */
SENSOR_TYPE_VOLTAGE            = 0x0400   /**< Single-function voltage */
} sensor_type_t;
看到这里我头都大了,点开ASF Explorer 里上面添加进的 Sensor Device Stack sen1.jpg

发现跟之前用的很爽的ADC指导教程不一样了,没有类似的Quick Start Guide.而且那些给出的Sensors Drivers 根本点不开,也就找不到对应的NTC传感器的相关操作函数。

我估计在ASF,把传感器作为一种事件管理机制,首先是配置传感器类型,然后就是触发,然后就是启动ADC,进行相应的转换,读取值。感觉ASF里把传感器这一资源库做得好宏伟---吐槽一下,感觉过于复杂了,功能过多,让人眼花缭乱。

点开Sensor Device Stack里的 API Documentation  呆了,Sensor 里面的水很深!

找到文件里的ntc_sensor.h  和 ntc_sensor.c

打开  ntc_sensor.c

#include "stdio.h"
#include "adc_sensors.h"
#include "sysfont.h"
#include "ntc_sensor.h"
void ntc_sensor_application(void)
{
     struct gfx_mono_bitmap tempscale;// Bitmap to hold the actual thermometer image用于显示温度值的位图   

  char temperature_string[15];   // String to hold the converted temperature reading

  uint8_t temp_scale;// Variable to hold the image thermometer scale

int16_t temperature; // Variable for holding the actual temperature in Celsius

  ntc_measure();// Initiate a temperature sensor reading

  tempscale.type = GFX_MONO_BITMAP_RAM;// Struct for holding the temperature scale background

tempscale.width = 6;
tempscale.height = 32;
tempscale.data.pixmap = tempscale_data;
  gfx_mono_draw_rect(0, 0, 128, 32, GFX_PIXEL_SET);// Screen border

  gfx_mono_draw_filled_rect(1, 1, 126, 30, GFX_PIXEL_CLR);// Clear screen

gfx_mono_draw_progmem_string((char PROGMEM_PTR_T)header, 27, 2, &sysfont); // Draw the header

// The NTC temperature application loop
while (1) {
   gfx_mono_put_bitmap(&tempscale, X_POS, 0); // Draw the thermometer

    while (!ntc_data_is_ready());// wait for NTC data to ready

  temperature = ntc_get_temperature(); // Read the temperature once the ADC reading is done
    ntc_measure();// Call a new reading while doing the rest of the calculations
    temp_scale = -0.36 * temperature + 20.25;// Convert the temperature into the thermometer scale
  if (temp_scale <= 0) {
      temp_scale = 0;
  }
  // Draw the scale element on top of the background temperature image
  gfx_mono_draw_filled_rect(X_POS + 2, 3, 2, temp_scale,
    GFX_PIXEL_CLR);
  snprintf(temperature_string, sizeof(temperature_string), "%3i Celsius",
    temperature);
  // Draw the Celsius string
  gfx_mono_draw_string(temperature_string, X_POS + 12, 13, &sysfont);
  // Convert the temperature to Fahrenheit
  temperature = temperature * 1.8 + 32;
  snprintf(temperature_string, sizeof(temperature_string),
    "%3i Fahrenheit", temperature);
  // Draw the Fahrenheit temperature string
  gfx_mono_draw_string(temperature_string, X_POS + 12, 21, &sysfont);
    }
}
}
上面的代码就很容易理解了,可以把新建一个工程,把上面的文件都拖进去,删去DEMO中关于keyboard 相关的操作语句,然后另外添加    adc_sensors.h  adc_sensors.c      bitmaps.h   bitmaps.c    sysfont.h  sysfont.c ,当然最重要的是asf.h  (这里面Include了关于显示屏的一些操作函数) 然后编译,就可以让显示屏一直显示当前的温度值了。
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