ADC示例

源码路径：example\hal\adc\multichannel

支持的平台

例程可以运行在以下开发板

  • sf32lb52-lcd_n16r8

概述

  • 使用 HAL 统一校准接口进行单路 ADC 或 DMA 六通道采样演示（单路模式默认触发一次）

例程的使用

编译和烧录

演示代码默认为单路ADC采样演示（启动后触发一次转换并打印），如果要运行DMA六通道演示，请打开工程路径下main.c中的宏：

#define BSP_GPADC_USING_DMA 1

切换到例程project目录，运行scons命令执行编译：

scons –board=sf32lb52-lcd_n16r8 -j8

切换到例程project/build_xx目录，运行uart_download.bat，按提示选择端口即可进行下载：

build_sf32lb52-lcd_n16r8_hcpu\uart_download.bat

Uart Download

please input the serial port num:5

硬件连接

  • PA28为ADC1 Channel 0的固定输出IO（DMA六通道演示为PA28-PA33，此处未做标注）
    alt text

例程输出结果展示:

  • 单路ADC方式log输出（PA28输入2.5V）:

    SFBL
    Serial:c2,Chip:4,Package:3,Rev:3  Reason:00000080
     \ | /
    - SiFli Corporation
     / | \     build on Nov  6 2024, 2.2.0 build 00000000
     2020 - 2022 Copyright by SiFli team
    mount /dev sucess
    [I/drv.rtc] PSCLR=0x80000100 DivAI=128 DivAF=0 B=256
    [I/drv.rtc] RTC use LXT RTC_CR=00000001
    [I/drv.rtc] Init RTC, wake = 0
    [I/drv.audprc] init 00 ADC_PATH_CFG0 0x606
    [I/drv.audprc] HAL_AUDPRC_Init res 0
    [I/drv.audcodec] HAL_AUDCODEC_Init res 0
    [32m][I/TOUCH] Regist touch screen driver, probe=1203c2d5 [0m]
    call par CFG1(35bb)
    fc 9, xtal 2000, pll 2050
    call par CFG1(35bb)
    fc 9, xtal 2000, pll 2050
    Start adc demo!
    ADC Get calibration res 0
    ADC reg value 3192 voltage 2519.12 mv
    adc demo end!

log中打印 ADC reg value 为原始寄存器值，voltage 为按校准上下文换算后的电压（mV）。

  • DMA六通道方式log输出（PA28输入2.5V，PA29接GND，其他IO基于板内电压）:

   SFBL
   Serial:c2,Chip:4,Package:3,Rev:3  Reason:00000080
    \ | /
   - SiFli Corporation
    / | \     build on Nov  6 2024, 2.2.0 build 00000000
    2020 - 2022 Copyright by SiFli team
   mount /dev sucess
   [I/drv.rtc] PSCLR=0x80000100 DivAI=128 DivAF=0 B=256
   [I/drv.rtc] RTC use LXT RTC_CR=00000001
   [I/drv.rtc] Init RTC, wake = 0
   [I/drv.audprc] init 00 ADC_PATH_CFG0 0x606
   [I/drv.audprc] HAL_AUDPRC_Init res 0
   [I/drv.audcodec] HAL_AUDCODEC_Init res 0
   [32m][I/TOUCH] Regist touch screen driver, probe=1203c685 [0m]
   call par CFG1(35bb)
   fc 9, xtal 2000, pll 2050
   call par CFG1(35bb)
   fc 9, xtal 2000, pll 2050
   Start adc demo!
   ADC Get calibration res 0
   ADC reg value[0] 3199 voltage 2526.56 mv
   ADC reg value[1] 831 voltage 10.98 mv
   ADC reg value[2] 3950 voltage 3324.36 mv
   ADC reg value[3] 1757 voltage 994.69 mv
   ADC reg value[4] 1082 voltage 277.62 mv
   ADC reg value[5] 3951 voltage 3325.43 mv
   Loop 0 done ===
   adc demo end!

log中打印 ADC reg value[i] 为对应通道原始寄存器值，voltage 为按校准上下文换算后的电压（mV）。

ADC配置流程

  • 设置对应ADC的IO口（单路ADC方式）

    /* 52芯片默认通道0为PA28,设置PA28为模拟输入模式，关闭内部上下拉 */
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA28, 1);

  • 设置对应ADC的IO口（DMA六通道方式）

    /* 52芯片演示采用通道0-5,都配置为模拟输入模式，关闭内部上下拉 */
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA28, 1);  /* channel 0 */
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA29, 1);
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA30, 1);
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA31, 1);
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA32, 1);
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA33, 1);  /* channel 5 */

注意:

  1. ADC的输入口为固定的IO口，如下图:
    52芯片ADC CH1-7分布，对应软件配置的Channel0-6,最后一路CH8(Channel 7)，内部已经连接到电池Vbat检测，未映射到外部IO
    alt text

  2. HAL_PIN_Set HAL_PIN_Set_Analog 最后一个参数为hcpu/lcpu选择, 1：选择hcpu，0：选择lcpu

  • 打开对应的ADC的时钟源（默认代码开启，此处不是必须）

    /* 2, open adc clock source  */
    HAL_RCC_EnableModule(RCC_MOD_GPADC);

  • ADC的初始化设置

  1. ADC通道的修改

   #define ADC_DEV_CHANNEL     0           /* 单通道ADC方式 ADC channel */
    /* 52芯片默认通道0为PA28,设置PA28为模拟输入模式，关闭内部上下拉 */
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA28, 1);

    /* 选择DMA采样哪几路通道  */
    /* set pinmux of channel 0 to analog input */
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA28, 1);  /* channel 0 */
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA29, 1);
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA30, 1);
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA31, 1);
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA32, 1);
    HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PA33, 1);  /* channel 5 */
    /* ADC共有8路slot，可以用于同时采样8通道ADC，channel 0对应slot0，要同时采样哪几个通道就启动对应的哪几路slot */
    ADC_ChanConf.Channel = 0; /* channel 0 */
    ADC_ChanConf.pchnl_sel = 0; /* channel 0 */
    ADC_ChanConf.slot_en = 1; /* 使能slot 0 采样 channel 0 */
    ADC_ChanConf.acc_num = 0;
    HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &ADC_ChanConf);

  • ADC校准

  1. 为了提高ADC精度，SiFli系列芯片出厂都进行了ADC校准（校准参数写入了芯片内的OTP区域），不同系列校准方法会有区别，
    为了确保ADC精确度，每次上电，需要调用一次校准函数。使用统一的上下文结构体管理校准参数：

/* 定义校准上下文 */
static HAL_ADC_CalibContextTypeDef g_adc_calib_ctx;

/* 加载校准参数 */
static int utest_adc_calib(void)
{
    HAL_ADC_CalibFactoryInfoTypeDef factory_info;

    /* 加载校准上下文：初始化默认值 + 读取工厂配置 */
    if (HAL_ADC_CalibLoad(NULL,
                          &g_adc_calib_ctx,
                          HAL_ADC_CALIB_SOURCE_BSP,
                          HAL_ADC_CALIB_F_INIT) != HAL_OK)
    {
        rt_kprintf("Get ADC configure fail\n");
        return HAL_ERROR;
    }

    /* 获取工厂配置信息（用于日志输出） */
    if (HAL_ADC_CalibGetFactoryInfo(HAL_ADC_CALIB_SOURCE_BSP, &factory_info) != HAL_OK)
    {
        rt_kprintf("Get ADC configure fail\n");
        return HAL_ERROR;
    }

    return HAL_OK;
}

  1. ADC采用得到寄存器原始值后，调用函数HAL_ADC_RegToVoltageFloat根据校准上下文算出最终的电压值：

/* 读取寄存器值 */
dst = HAL_ADC_GetValue(&hadc, lslot);

/* 转换为电压值 (mV) */
float voltage = HAL_ADC_RegToVoltageFloat((float)dst, &g_adc_calib_ctx);

  1. 52系列芯片 Channel 7 内部通过分压电阻连接到Vbat，要得到Vbat值需要乘以校准系数：

/* VBAT通道特殊处理 */
if (channel == 7)
{
    /* 实际电池电压 = ADC电压 × vbat_factor */
    voltage *= g_adc_calib_ctx.vbat_factor;
}

  1. 应用校准参数到硬件（如LDO Vref设置）：

/* 应用校准参数到硬件 */
HAL_ADC_CalibApply(&hadc, &g_adc_calib_ctx);

校准API参考

数据结构

HAL_ADC_CalibContextTypeDef - 校准上下文

typedef struct 
{ 
    float    offset;              /* 0V偏移值（寄存器值） */
    float    ratio;               /* 增益/斜率（mV/bit × 1000） */
    uint32_t threshold_reg;       /* 过压阈值（寄存器值） */
    uint8_t  range_mode;          /* 范围模式: 0=大范围(X3), 1=小范围(X1) */
    float    vbat_factor;         /* VBAT分压校正系数 */
    uint8_t  ldovref_sel;         /* LDO参考电压选择值 */
    uint8_t  flags;               /* 状态标志位 */
} HAL_ADC_CalibContextTypeDef;

HAL_ADC_CalibFactoryInfoTypeDef - 工厂配置信息

typedef struct 
{ 
    uint32_t voltage1_mv;         /* 校准点1电压 (mV) */
    uint32_t reg_value1;          /* 校准点1寄存器值 */
    uint32_t voltage2_mv;         /* 校准点2电压 (mV) */
    uint32_t reg_value2;          /* 校准点2寄存器值 */
    uint16_t vbat_reg;            /* VBAT参考寄存器值 (仅SF32LB52X) */
    uint16_t vbat_mv;             /* VBAT参考电压 (仅SF32LB52X) */
    uint8_t  ldovref_flag;        /* LDO Vref已校准标志 (仅SF32LB52X) */
    uint8_t  ldovref_sel;         /* LDO Vref选择值 (仅SF32LB52X) */
    uint8_t  range_mode;          /* 范围模式 */
} HAL_ADC_CalibFactoryInfoTypeDef;

API函数

函数

说明

HAL_ADC_CalibLoad()

加载校准上下文

HAL_ADC_CalibInit()

初始化上下文为默认值

HAL_ADC_CalibApply()

应用校准参数到硬件

HAL_ADC_CalibGetFactoryInfo()

获取工厂配置信息

HAL_ADC_RegToVoltageFloat()

寄存器值转电压（浮点）

HAL_ADC_RegToVoltage()

寄存器值转电压（整型）

HAL_ADC_CalibSetCustom()

自定义校准参数

异常诊断

  • ADC采样的电压值不对

  1. 检查ADC硬件是否连接正确，ADC采样的通道为固定IO口，不能任意指定，具体CH0-7为哪个IO，参照芯片手册

  2. ADC输入电压范围为0V - 参考电压（52默认为3v3），不能超出输入范围

  3. 采用Ozone或者LightWork等调试工具，在启动ADC采样后，在线连接，对照芯片手册，查看对应的寄存器配置状态

  • ADC精确度不够

  1. ADC校准参数是否获取和使用

  2. 分压电阻的精度是否达到要求

  3. ADC参考电压是否稳定和是否有过大纹波(具体参考ADC电压参考芯片手册)

参考文档

  • EH-SF32LB52X_Pin_config_V1.3.0_20231110.xlsx

  • DS0052-SF32LB52x-芯片技术规格书 V0p3.pdf

更新记录

版本

日期

发布说明

0.0.1

10/2024

初始版本

0.0.2

03/2025

更新为新版HAL校准API