Renesas R7FA8D1BH (Cortex®-M85) ADC模块应用

目录

概述

1 软硬件

1.1 软硬件环境信息

1.2 开发板信息

1.3 调试器信息

2 FSP和KEIL配置ADC

2.1 ADC硬件接口

2.2 FSP配置ADC

3 软件功能实现

3.1 FSP生成项目

3.2 FSP ADC模块库函数介绍

3.2.1 库函数列表

 3.2.2 函数介绍

4 ADC功能代码

4.1 编写代码

4.2 代码调用

 5 测试

概述

本文主要介绍Renesas R7FA8D1BH (Cortex®-M85) ADC模块的应用方法，包括使用FSP配置ADC模块的参数，并生成基于KEIL的工程代码。还编写一个ADC的应用程序，以实现模数转换功能，并将读到的数字量通过UART发送至控制台，以观察期数据的变化。

1 软硬件

1.1 软硬件环境信息

软硬件信息版本信息
Renesas MCUR7FA8D1BH
KeilMDK ARM 5.38
FSP 版本5.3.0
调试工具：N32G45XVL-STBDAP-LINK

1.2 开发板信息

笔者选择使用野火耀阳开发板_瑞萨RA8，该板块的主控MCU为R7FA8D1BHECBD，7FA8D1BHECBD的内核为ARM Contex-M85。

1.3 调试器信息

对于R7FA8D1BHECBD芯片，其使用的内核为Cortex®-M85 Core, ST-LINK-V2或者J-LINK-V9不支持下载和调试功能。笔者经过多次尝试，发现N32G45XVL-STB板卡上自带的DAP-LINK可以下载和调试R7FA8D1BHECBD。

下图为N32G45XVL-STB开发板实物图：

2 FSP和KEIL配置ADC

2.1 ADC硬件接口

耀阳开发板_瑞萨RA8上提供一个可调电阻，用于验证ADC的功能，该接口对应的PIN引脚为P000，可使用FSP工具来配置参数。

2.2 FSP配置ADC

 1) 在Pin面板上配置ADC 输出通道

2）创建ADC模块

3）配置ADC单元

P000 对应的ADC channel为ADC1_AN100

介绍ADC1_AN100： 

ADC1:  对应Unit-1

AN100: 表示ADC1 的 channel-0

4)  配置通道号

 pin引脚参数

3 软件功能实现

3.1 FSP生成项目

在完成FSP的参数配置之后，就可以使用Generate Project生成项目代码，打开项目后在hal_data.c中已经生成了adc的相关代码。

3.2 FSP ADC模块库函数介绍

3.2.1 库函数列表

概述

ADC模块支持以下特性:

1）12,14或16位最大分辨率取决于MCU
2）配置扫描包括:
      多个模拟通道
       温度传感器通道
       电压传感器通道


3）可配置扫描启动触发器:
       软件扫描触发器
      硬件扫描触发器(例如，计时器过期)
      外部扫描触发器从adtrn端口引脚


4）可配置扫描模式:
     单扫描模式，其中每个触发器启动一次扫描
     连续扫描模式，连续扫描所有通道
     群组扫描模式，将通道分为A组和B组。群组可以配置不同的启动触发器，A组可以优先于B组。当A组优先于B组时，A组触发器暂停正在进行的B组扫描。

5）支持添加和平均转换的样本
6）扫描完成时可选回调
7）取样和保持支撑
8）双层支持
9）具有中断和事件输出的硬件比较器

 3.2.2 函数介绍

1）R_ADC_Open()

fsp_err_t R_ADC_Open	(	adc_ctrl_t * 	p_ctrl,
adc_cfg_t const *const 	p_cfg 
)

参数介绍

设置整个外设的操作模式、触发源、中断优先级和配置。如果中断被启用，该函数注册一个回调函数指针，以便在扫描完成时通知用户。

Return values

FSP_SUCCESSModule is ready for use.
FSP_ERR_ASSERTIONAn input argument is invalid.
FSP_ERR_ALREADY_OPENThe instance control structure has already been opened.
FSP_ERR_IRQ_BSP_DISABLEDA callback is provided, but the interrupt is not enabled.
FSP_ERR_IP_CHANNEL_NOT_PRESENTThe requested unit does not exist on this MCU.
FSP_ERR_INVALID_HW_CONDITIONThe ADC clock must be at least 1 MHz

2）R_ADC_ScanCfg()


fsp_err_t R_ADC_ScanCfg	(	adc_ctrl_t * 	p_ctrl,
void const *const 	p_channel_cfg 
)

 参数介绍

配置ADC扫描参数。通道特定设置在此函数中设置。将指向adc_channel_cfg_t的指针传递给p_channel_cfg。

请注意如果adc_channel_cfg_t::priority_group_a设置为ADC_GROUP_A_GROUP_B_CONTINUOUS_SCAN，则启动组B扫描。

Return values

FSP_SUCCESSChannel specific settings applied.
FSP_ERR_ASSERTIONAn input argument is invalid.
FSP_ERR_NOT_OPENUnit is not open.

3）R_ADC_ScanStart()

fsp_err_t R_ADC_ScanStart	(	adc_ctrl_t * 	p_ctrl	)

 根据R_ADC_Open调用中如何配置触发器，启动软件扫描或启用扫描的硬件触发器。如果单元配置为ELC或外部硬件触发，则此功能允许触发信号到达ADC单元。该函数不能控制触发器本身的生成。如果设备配置为软件触发，则此功能启动软件触发扫描。

Precondition

Call R_ADC_ScanCfg after R_ADC_Open before starting a scan.

On MCUs that support calibration, call R_ADC_Calibrate and wait for calibration to complete before starting a scan.

Return values

FSP_SUCCESSScan started (software trigger) or hardware triggers enabled.
FSP_ERR_ASSERTIONAn input argument is invalid.
FSP_ERR_NOT_OPENUnit is not open.
FSP_ERR_NOT_INITIALIZEDUnit is not initialized.
FSP_ERR_IN_USEAnother scan is still in progress (software trigger).

4）R_ADC_StatusGet()

fsp_err_t R_ADC_StatusGet	(	adc_ctrl_t * 	p_ctrl,
adc_status_t * 	p_status 
)

 参数介绍

提供已启动的任何扫描进程的状态，包括由ELC或外部触发器启动的扫描以及支持校准的mcu上的校准扫描。

Return values

FSP_SUCCESSModule status stored in the provided pointer p_status
FSP_ERR_ASSERTIONAn input argument is invalid.
FSP_ERR_NOT_OPENUnit is not open.

5）R_ADC_Read()


fsp_err_t R_ADC_Read	(	adc_ctrl_t * 	p_ctrl,
adc_channel_t const 	reg_id,
uint16_t *const 	p_data 
)

 参数介绍

从单个通道或传感器读取转换结果。

Return values

FSP_SUCCESSData read into provided p_data.
FSP_ERR_ASSERTIONAn input argument is invalid.
FSP_ERR_NOT_OPENUnit is not open.
FSP_ERR_NOT_INITIALIZEDUnit is not initialized.

4 ADC功能代码

4.1 编写代码

编写bsp_adc.c，实现如下代码

 /*
 FILE NAME  :  bsp_adc.c
 Description:  adc interface
 Author     :  tangmingfei2013@126.com
 Date       :  2024/06/03
 */
#include "bsp_adc.h" 
#include "hal_data.h"


void adc_basic_init( void )
{
    fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
    /* Initializes the module. */
    err = R_ADC_Open(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_cfg);
    /* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
    assert(FSP_SUCCESS == err);
    /* Enable channels. */
    err = R_ADC_ScanCfg(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_channel_cfg);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
}


void adc_basic_get_value (uint16_t *result)
{
    fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
    adc_status_t status;
    
    /* In software trigger mode, start a scan by calling R_ADC_ScanStart(). In other modes, enable external
     * triggers by calling R_ADC_ScanStart(). */
    (void) R_ADC_ScanStart(&g_adc0_ctrl);
    /* Wait for conversion to complete. */
    status.state = ADC_STATE_SCAN_IN_PROGRESS;
    while (ADC_STATE_SCAN_IN_PROGRESS == status.state)
    {
        (void) R_ADC_StatusGet(&g_adc0_ctrl, &status);
    }
    
    /* Read converted data. */
    err = R_ADC_Read(&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_0, result);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
    float voltage = (float)(((*result)*3.3)/4096);
    printf(" ADC_CHANNEL_0:  %d , voltage(v): %.02f\n", *result , voltage);
}

4.2 代码调用

代码第45行： 初始化adc

代码第51行： 读取adc的值

 5 测试

编译代码，下载代码到板卡中，运行代码其结果如下：

 通过调节按钮

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