CB2201 ADC應用指南

1. 了解CB2201中的ADC

CB2201開發闆上有一個16通道的ADC，其中連接配接到YoC接口上的通道有14個，這14個通道在開發闆上的位置如下：

*注意

在使用ADC個通道的時候，一定要注意與這些通道引腳複用的功能。比如：CH14 和CH15 通道複用的是IIC 功能。最需要的注意的是：CH2 和CH3 通道複用的是CSI 程式預設的printf 輸出序列槽，如果使用了CH2 和CH3 通道将導緻預設的printf 沒有任何輸出。*

使用者可使用3種模式操作ADC

單通道單次轉換模式
單通道多次轉換模式
多通道掃描轉換模式

1.ADC寄存器說明

寄存器名	位址	寬度	說明	複位預設值
ADC_CR	0x6000	11	ADC控制寄存器	0x0001
ADC_DR	0x6004	12	ADC資料寄存器	0x0000
ADC_SR	0x6008	9	ADC狀态寄存器
ADC_CMPR	0x600C	22	ADC比較寄存器
ADC_IE	0x6010	3	ADC中斷使能寄存器
ADC_IFLG	0x6014		ADC中斷狀态寄存器
ADC_STC	0x6018	1	ADC啟動寄存器
ADC_SAMSEL	0x601C		ADC采樣模式選擇寄存器
ADC_DMACR	0x6020		ADC FIFO DMA使能寄存器
ADC_DMADL	0x6024	4	ADC DMA接收資料深度

1.1 寄存器簡介

關于寄存器更詳細的描述，請參考CH2201 晶片手冊。

ADC_CR ADC控制寄存器

Bits	Fields	Description
[31:12]	Reserved
[11:8]	SEQC	SEQ 模式下，轉換次數
[7]
[6:3]	CH_SEL	通道選擇
[2:1]	CMS	模式選擇 00 = 單通道單次 01 = 多通道掃描 10 = 單通道連續
[0]	ADC_DOWN	ADC子產品關閉 0 = ADC子產品使能 1 = ADC子產品關閉

ADC_DR ADC資料寄存器



[11:0]	DATA		ADC轉換結果

ADC_SR ADC狀态寄存器


[31:9]
[8]	OVERW	R	轉換結果資料覆寫
	VALID		轉換結果資料有效
	CCC		目前轉換通道
[2]	BUSY		ADC正在轉換中
[1]	CMPF		轉換結果比對中比較寄存器
	ADEF		轉換結束

ADC_CMPR ADC比較寄存器


[31:22]
[21:10]	CMPD	比較門檻值
[9:6]	CNT	比較比對次數
[5:2]	CMPCH	比較通道選擇
	CMPCOND	比較條件設定 0 = 小于門檻值比對 1 = 大于等于門檻值比對
	CMPEN	比較功能使能

ADC_IE ADC中能使能寄存器


[31:3]
	CMPIE	比較比對中斷使能
	OVWRIE	資料覆寫中斷使能
	CPLTIE	采樣轉換結束中斷使能

ADC_IFLG ADC中斷狀态寄存器



			比較比對中斷
			資料覆寫中斷
			采樣轉換結束中斷

ADC_STC ADC啟動轉換寄存器


[31:1]
	START		ADC采樣觸發位

ADC_SAMSEL ADC采樣設定寄存器



	SAMSEL		不重要

ADC_DMACR ADC DMA控制寄存器



	DMAEN		DMA功能使能

ADC_DMADL ADC DMA資料深度寄存器


[31:4]
[3:0]	DMADL		DMA觸發條件當ADC采樣到足夠的資料時（超過DMADL 個資料），就會觸發DMA請求

[31:4]

[3:0]

DMADL

DMA觸發條件

當ADC采樣到足夠的資料時（超過DMADL 個資料），就會觸發DMA請求

2. 驅動程式的使用

*要使用本文中的驅動程式，首先将附錄中的驅動檔案儲存到本地并添加到CDK工程中

.c 檔案添加到工程中，.h 檔案複制到CDK 的include 路徑中*

使用該驅動程式也非常簡單：1. 配置ADC通道輸入引腳；2. 開始轉換并讀取轉換結果。具體如下：

2.1 單通道單次轉換模式

以下程式示範對兩個通道：ADC_CH0 和 ADC_CH10 分别進行單通道單次采樣，并将結果列印：

#include <stdio.h>
#include "soc.h"
#include "my_adc.h"

int main(void)
{
    uint32_t adc_value;
    
    // single channel, single convertion
    adc_pin_init(0);    // adc channel 0 pin initialize
    adc_pin_init(10);   // adc channel 10 pin initialize
    while (1) {
        adc_single_read(0, &adc_value);
        printf("analog value from CH0 = %d\n", adc_value);
        adc_single_read(10, &adc_value);
        printf("analog value from CH10 = %d\n", adc_value);
       mdelay(1000);
    }
}

以上程式調用了驅動程式中的兩個函數：

adc_pin_init()

第一個參數：ADC通道選擇，該參數可以是範圍從0 到15

adc_single_read()

第二個參數：ADC轉換結果存放位置，是一個int型指針，函數執行完成後會将ADC結果存入到指針指向的位置

将CB2201 開發闆序列槽連接配接到計算機，并打開一個序列槽終端。

編譯下載下傳程式，然後複位開發闆。

将CH0 或者CH10 通道通過杜邦線連接配接到GND 或者3.3V 上，看列印結果有什麼變化。

2.2 單通道連續轉換模式

以下程式示範在Channel 0上，一次連續采樣10次，并将采樣結果通過序列槽列印出：

#include <stdio.h>
#include "soc.h"
#include "my_adc.h"

int main (void)
{
    uint32_t adc_value[16];
    uint32_t tmp_i;
    
    // single channel, continous convertion
    adc_pin_init(0);
    
    while (1) {
        adc_seq_read(0, 10, adc_value);  // ADC onvert 10 times continously
        for (tmp_i=0; tmp_i<10; tmp_i++) {
            printf("adc_value[%d] = %d\n", tmp_i, adc_value[tmp_i]);
        }
        mdelay(1000);
    }
}

adc_seq_read()

第二個參數：ADC連續轉換次數，該參數可以使範圍從0 到15

第三個參數：ADC轉換結果存放位置，是一個int型指針，函數執行完成後會将ADC結果存入到指針指向的位置

将CH0 通道通過杜邦線連接配接到GND 或者3.3V 或者在0到3.3V之間的電壓上，看列印結果有什麼變化。

在單通道連續轉換模式下，每次小的轉換操作需要14 個時鐘周期。如：連續轉換10 次，總共需要140 個時鐘周期。

2.3 多通道掃描模式

以下程式示範對ADC 通道從CH0 和CH1 的掃描操作。

#include <stdio.h>
#include "soc.h"
#include "my_adc.h"
int main (void)
{
    uint32_t adc_value[16];
    uint32_t tmp_i;
    
    // multi-channel, scan mode
    adc_pin_init(0);
    adc_pin_init(1);

    
    while (1) {
        adc_scan_read(1, adc_value);    // ADC convert 2 times, from channel 0 to channel 1
        for (tmp_i=0; tmp_i<2; tmp_i++) {
            printf("adc_value[%d] = %d\n", tmp_i, adc_value[tmp_i]);
        }
        mdelay(1000);        
    }
}

adc_scan_read()

第一個參數：ADC通道選擇，該參數可以是範圍從0 到15，表示在ADC轉換中，從CH0 掃描到該參數表示的通道

将CH0 或者CH1 通道通過杜邦線連接配接到GND 或者3.3V 或者在0到3.3V之間的電壓上，看列印結果有什麼變化。

2.4 使用ADC中斷

以下程式示範如何使用ADC中斷。程式開啟ADC轉換之後可以去執行其他操作，等到ADC 轉換完成之後，ADC向CPU 發出中斷信号，然後CPU 才會将ADC 轉換結果讀出。

#include <stdio.h>
#include "soc.h"
#include "my_adc.h"
#include "drv_adc.h"

volatile uint32_t adc_value[16];
volatile uint32_t adc_cmplt;
    
void adc_interrupt_callback (int32_t idx, adc_event_e event)
{
    printf("adc interrupt ...\n");
    if (event == ADC_EVENT_CONVERSION_COMPLETE) {
        adc_read(adc_value, 10);
        adc_cmplt = 1;
    }
}

int main (void)
{
    uint32_t tmp_i;
    
    // single channel, continous convertion
    adc_pin_init(0);
    drv_adc_initialize(0, adc_interrupt_callback);
    adc_enable_cnv_interrupt();
    
    adc_seq_start(0, 10);
    
    
    while (1) {
        if (adc_cmplt) {
            adc_cmplt = 0;
            for (tmp_i=0; tmp_i<10; tmp_i++) {
                printf("adc_value[%d] = %d\n", tmp_i, adc_value[tmp_i]);
            }
            mdelay(1000);
            adc_seq_start(0, 10);
        }
    }
}

以上程式中，

首先實作一個ADC中斷回調函數：

adc_interrupt_callback，該函數有兩個參數：

第一個參數：ADC裝置編号，這個參數在回調函數中用不到的。

第二個參數：ADC中斷類型，按照上面寄存器說明中的介紹，ADC中斷類型有3 種，分别為：

ADC_EVENT_CONVERSION_COMPLETE, ADC_EVENT_DATA_OVERWRITE, ADC_EVENT_DATA_COMPARE_VALID

然後需要調用adc_pin_init()函數初始化ADC 引腳；

調用drv_adc_initialize()函數指定ADC 的中斷回調函數；

調用adc_seq_read()函數，開啟單通道連續轉換

在函數主循環中，等待ADC 轉換完成，并開啟新的轉換。

按照之前章節中所述開始示範本例程，檢視結果。

2.5 使用ADC比較功能

以下程式示範如何使用ADC中的比較功能。

這個功能是：開啟ADC采樣，如果采樣到的數值大于等于（或者小于）使用者設定的一個門檻值，就會把比較比對的标志位置起來，如果使用者同時開啟的相應的中斷，則還會産生一個中斷。

#include <stdio.h>
#include "soc.h"
#include "my_adc.h"
#include "drv_adc.h"
volatile uint32_t adc_value[16];
volatile uint32_t adc_cmplt, adc_cmp_vld;
    
void adc_interrupt_callback (int32_t idx, adc_event_e event)
{
    printf("adc interrupt ...\n");
    if (event == ADC_EVENT_CONVERSION_COMPLETE) {
        adc_read(adc_value, 10);
        adc_cmplt = 1;
    } else if (event == ADC_EVENT_DATA_COMPARE_VALID) {
        adc_cmp_vld = 1;
    }
}

int main (void)
{
    uint32_t tmp_i;
    
    // single channel, continous convertion
    adc_pin_init(0);
    drv_adc_initialize(0, adc_interrupt_callback);
    adc_enable_cnv_interrupt();
    adc_enable_cmp_interrupt();
    adc_set_compare(0, 4000, ADC_CMP_GE, 0);
    
    //adc_single_start(0);
    adc_seq_start(0, 10);
    
    
    while (1) {
        if (adc_cmplt) {
            adc_cmplt = 0;
            printf("adc_value[%d] = %d\n", 0, adc_value[0]);
            mdelay(1000);
            //adc_single_start(0);
            adc_seq_start(0, 10);
        } 
        if (adc_cmp_vld) {
            adc_cmp_vld = 0;
            printf("ADC compare valid ...\n");
        }
    }
}

首先實作一個ADC中斷回調函數：adc_interrupt_callback，

該函數有兩個參數：

ADC_EVENT_CONVERSION_COMPLETE, ADC_EVENT_DATA_OVERWRITE, ADC_EVENT_DATA_COMPARE_VALID，

這次我們需要處理的類型有兩種；

drv_adc_initialize() 函數指定ADC 的中斷回調函數；

adc_enable_xx_interrupt() 使能相應的中斷；

adc_set_compare()設定比較條件：該函數需要4 個參數：

通道選擇：設定需要比較的通道；
比較門檻值：
比較條件：ADC_CMP_GE 表示大于等于門檻值，ADC_CMP_LT表示小于門檻值；
比對次數：設定需要聯系比對多少次才會設定标志位，0 表示隻要比對一次機會設定标志位繼而可以産生中斷；

然後再循環中等待轉換結果和比對結果。

本文作者：huanghh

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CB2201 ADC應用指南CB2201 ADC應用指南

CB2201 ADC應用指南

1. 了解CB2201中的ADC

1.ADC寄存器說明

1.1 寄存器簡介

2. 驅動程式的使用

2.1 單通道單次轉換模式

2.2 單通道連續轉換模式

2.3 多通道掃描模式

2.4 使用ADC中斷

2.5 使用ADC比較功能

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