“RA MCU眾測寶典”ADC/DAC通信專題上線啦！

咱們接下來要解鎖嵌入式開發(fā)中“連接模擬與數(shù)字世界”的關(guān)鍵技能——ADC/DAC專題。

這次，瑞薩嵌入式小百科將和大家一起聚焦【瑞薩RA2L1】開發(fā)板，一步步玩轉(zhuǎn)DAC電壓輸出與ADC電壓采集：從12位DAC的引腳配置、ADC的單通道掃描設(shè)置，到代碼中實(shí)現(xiàn)電壓值的動態(tài)調(diào)整與串口打印，一起感受“數(shù)字信號轉(zhuǎn)模擬電壓”“模擬電壓變數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)”的奇妙過程。

開啟寶典

1

前言

本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是先用DAC做電壓輸出，再用ADC進(jìn)行電壓采集，最后在串口打印查看。

2

硬件部分

2.1

DAC

DAC為數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換模塊，顧名思議，它的作用就是把輸入的數(shù)字編碼，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬電壓輸出，它的功能與ADC相反。

在常見的數(shù)字信號系統(tǒng)中，大部分傳感器信號被化成電壓信號，而ADC把電壓模擬信號轉(zhuǎn)換成易于計算機(jī)存儲、處理的數(shù)字編碼，由計算機(jī)處理完成后，再由DAC輸出電壓模擬信號，該電壓模擬信號常常用來驅(qū)動某些執(zhí)行器件，使人類易于感知。如音頻信號的采集及還原就是這樣一個過程。

RA2L1開發(fā)板搭載的R7FA2L1AB2DFL芯片擁有12位的DAC。

2.2

ADC

ADC即模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog-to-digital converter），是一種用于將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號的器件。就比如我們可以將我們生活中的溫度、壓力、聲音這樣的模擬信號通過ADC轉(zhuǎn)化為可以通過單片機(jī)處理的數(shù)字信號。

RA2L1開發(fā)板搭載的R7FA2L1AB2DFL芯片擁有12位的ADC。

3

軟件部分

將先前的P項(xiàng)目模板復(fù)制一份，重命名為02_DAC-ADC-Voltage

3.1

配置DAC

先進(jìn)入Pins頁面。

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再來到Stacks頁面。

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最后配置DAC的屬性。

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3.1

配置ADC

進(jìn)入Pins頁面。

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進(jìn)入Stacks頁面。

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配置完成后，生成項(xiàng)目代碼。

3.3

編寫代碼

3.3.1新建adc.h

新建文件adc.h，加入以下代碼

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#ifndefADC_H_#defineADC_H_voidadc0_waitComplete();#endif

3.3.2 新建adc.c

這段代碼中實(shí)現(xiàn)了adc的回調(diào)函數(shù)adc0_callback，當(dāng)ADC掃描完成時會自動調(diào)用。在回調(diào)函數(shù)中將標(biāo)志位scan_complete_flag設(shè)為true，以便adc0_waitComplete函數(shù)退出死循環(huán)。

新建文件adc.c，加入以下代碼

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#include"adc.h"#include"hal_data.h"
volatilestaticbool scan_complete_flag =true;voidadc0_callback(adc_callback_args_t*p_args){ FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args); scan_complete_flag =true;}
voidadc0_waitComplete(){ scan_complete_flag =false; while(!scan_complete_flag) { /* Wait for callback to*/ }}

3.3.3修改hal_entry.c

在這里要實(shí)現(xiàn)用DAC輸出電壓，ADC采集電壓，每隔200ms遞增或遞減一次DAC輸出的電壓值，同時打印到串口。

在hal_entry.c的文件開頭加入：

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#include"adc.h"uint16_tadc_data =0;

在hal_entry函數(shù)中加入：

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typedefenum { up, down } Direction; Direction d = up; uint16_t dac_value =0; Debug_UART9_Init();//SCI9 UART 調(diào)試串口初始化 g_dac0.p_api->open(&g_dac0_ctrl, &g_dac0_cfg); g_dac0.p_api->start(&g_dac0_ctrl);
g_adc0.p_api->open(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_cfg); g_adc0.p_api->scanCfg(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_channel_cfg); while(1) { g_dac0.p_api->write(&g_dac0_ctrl, dac_value); g_adc0.p_api->scanStart(&g_adc0_ctrl); adc0_waitComplete(); g_adc0.p_api->read(&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &adc_data); double volt = (double)(adc_data /4095.0) *3.3; printf("adc_data:%d, 電壓:%.3lf V\n", adc_data, volt); if(d == up) { dac_value +=500; } else { dac_value -=500; } if(dac_value >=4000) { d = down; } if(dac_value ==0) { d = up; } R_BSP_SoftwareDelay(200, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); }

注意，這里是用了面向?qū)ο蟮?a href="http://www.makelele.cn/v/tag/1315/" target="_blank">編程方法，參考教程為：《ARM嵌入式系統(tǒng)中面向?qū)ο蟮哪K編程方法》基于DShanMCU-RA6M5（瑞薩MCU）。

也可以用瑞薩FSP庫的函數(shù)編程，一樣的。例如：

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g_dac0.p_api->write(&g_dac0_ctrl, dac_value);

就可以用FSP庫代替。

左右滑動查看完整內(nèi)容

R_DAC_Write(&g_dac0_ctrl, dac_value);

4

下載測試

把編譯好的程序下載到開發(fā)板并復(fù)位，將P000引腳與P014引腳短接，打開串口助手，可觀察到輸出的adc值與算得的電壓值。

點(diǎn)擊可查看大圖

5

工程附件

工程附件鏈接

https://ramcu.cn/uploads/02_DAC-ADC-Voltage_1751363208.zip

完成【RA2L1】開發(fā)板的ADC/DAC實(shí)驗(yàn)，是不是對“模擬與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換”有了更直觀的認(rèn)知？

從DAC輸出電壓的遞增遞減，到ADC精準(zhǔn)采集后換算成具體電壓值并打印，每一步都讓我們掌握了嵌入式系統(tǒng)處理模擬信號的核心方法。這些在后續(xù)做傳感器項(xiàng)目（比如溫感、光敏采集）時都能用得上。

下一個新專題“IIC”已經(jīng)安排上了——接下來咱們要解鎖“嵌入式多設(shè)備協(xié)同通信”的技能，比如通過IIC連接溫濕度傳感器、OLED顯示屏，實(shí)現(xiàn)多模塊的數(shù)據(jù)交互。關(guān)注瑞薩嵌入式小百科，咱們馬上開啟“設(shè)備組網(wǎng)通信”的新學(xué)習(xí)之旅！