飞思卡尔四色板MAPS K64之神奇的LED灯

只看该作者 · 2015-7-26 09:29

飞思卡尔的FAE介绍了利用四色板开发应用的软硬件环境，并安排了两个迷你Project，运用IAR编程实现。经过调试，程序基本上调通，总结下调试过程，实验报告仅供参考，欢迎拍砖。
实验一：用四色板上的电位计模拟ADC，用其电位并控制PWM输出，调节板上LED亮度。
实验准备：四色板（MCU主板和外设板），安装好的IAR，烧录并安装好Jlink驱动，串口调试助手Putty，杜邦线；
下面将从以下几点分别介绍该实验：

1、硬件介绍

2、ADC介绍及参数设置

3、PWM介绍及参数设置

4、软件流程图及主要函数

5、实验结果展示

硬件介绍
实验用到外设板的电位计，这里我采用了电位计RV2来控制灯LED2的亮度，由于PWM输出引脚并未与LED2，因此需要用杜邦线连接这两个引脚，即用杜邦线连接Dock板上的LD2与主板上的PortA的7脚，PTA7，这样PWM的输出就连接到了LED2的阴极。

这样硬件就配置好了，比较简单~
下面首先介绍下，这个小实验用到的ADC、FTM/PWM相关的寄存器。
ADC介绍及参数设置

K64的ADC具有24个单端输入采集引脚，4对差分输入，每对差分两个输入引脚DADPx和DADMx；

主要需要配置的寄存器包括：ADC模块的时钟、转换为单端还是缠粉、转换精度、触发源、转换通道。

（1）配置寄存器1（ADCx_CFG1）

配置ADC运行模式、时钟源、时钟分频、配置低功耗、配置采样长时间
ADLPC——低功耗配置；
ADIV——时钟分频选择；
ADLSMP——采样时间配置；
MODE——转换模式选择，
00：DIFF=0时，单端8位精度转换          01：单端12位，
10：单端10位                                        11：单端16位，差分模式下分别为9、13、11、16的精度；
ADICLK——输入时钟选择
00：总线时钟                                           01：总线时钟2分频，
  10：备用时钟（ALTCLK）                      11：异步时钟（ADACK）

（2）ADC状态和控制寄存器1（ADCx_SC1n）分两个寄存器，SC1A和SC1B，这两个寄存器跟软件和硬件触发模式有关，

COCO——转换完成标志，只读位；

AIEN——中断使能；

DIFF——差分模式使能；

ADCH——输入通道选择；

（3）ADC状态和控制寄存器2（ADCx_SC2）

SC2寄存器包括转换活跃、硬件/软件触发选择、比较功能和电压参考选择等配置。

ADACT——转换活跃，说明当前状态是正在转换还是没有在转换；

ADTRG——转换触发选择，可以配置为软件触发或硬件触发；

ACFE——比较功能的配置，禁用或使能比较功能；

ACFGT——比较功能大于使能；

ACREN——比较功能范围使能，ACREN配置该值来检查转换结果是否在范围内；

DMAEN——DMA使能，ADC转换完成后会置位COCO标志，并触发一个DMA请求；

REFSEL——电压参考选择，用于转换的电压参考源。

（4）ADC状态和控制寄存器3（ADCx_SC3）

ADCx_SC3寄存器控制ADC模块的校准、连续转换以及硬件平均功能。

CAL——校准，置位CAL的时候开始一个校准序列。

CALF——校准失败标志，0：校准正常完成，1：校准失败

ADCO——连续转换使能

AVGE——硬件平均使能。0：硬件平均功能禁用，1：硬件平均功能使能

AVGS——硬件平均选择，决定多少个ADC转换平均作为一个输出结果

00:4个采样平均 01:8个采样平均
10:16个采样平均 11:32个采样平均
FTM/PWM介绍及参数设置
FTM是定时器模块，包括寄存器可分为两组，一组是原始的TPM寄存器，另一组是FTM特定的寄存器。

（1）状态和控制寄存器（FTMx_SC）

SC寄存器包括溢出状态标志和用来配置中断使能、FTM配置、时钟源和预分频系数的控制位

（2）计数器寄存器（FTMx_CNT）

CNT寄存器包含FTM模块的计数器值，复位将清空该寄存器，向COUNT写任何值都将使它等于初始值CNTIN，其中COUNT是当前计数器的值。

（3）模寄存器（FTMx_MOD）

模寄存器包含FTM计数器的模数

（4）通道n状态和控制寄存器（FTMx_CnSC）

CnSC寄存器包含通道中断标志和用来配置中断使能、通道配置、引脚功能的控制位

（5）通道n值寄存器（FTMx_CV）

该寄存器包含输入模式时捕获的FTM计数值或输出模式的匹配值，在输入捕获模式、捕获测试和双边缘捕获模式中，对CnV寄存器的任何写操作被忽略。
PWM驱动函数，即HAL层，应该包括初始化频率、打开相应的PWM输出通道以及改变占空比，FTM有3个模块通道，FTM0、FTM1、FTM2。
主要是软件编程，当然可以参考ADC采样和FTM PWM的Demo程序，有现成的，需要理解每个函数，并在此基础上稍作修改就可以完成这个小实验。
程序流程图如下：

只看该作者 · 2015-7-26 09:31

实验结果：

注意：电位计的旋钮位置和LED灯的亮度，前后两次发生了变化，即用电位计调节小灯亮度。

附录：主要代码

1、首先，初始化：

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hardware_init();



//硬件初始化



OSA_Init();



//初始化实时系统，主要是时钟



dbg_uart_init();



//调试串口初始化，用于串口打印，便于调试程序

2、校正ADC，即电位计

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ADC_DRV_GetAutoCalibrationParam(HW_ADC0, &MyAdcCalibraitionParam);



ADC_DRV_SetCalibrationParam(HW_ADC0, &MyAdcCalibraitionParam);



先获得自动校正参数，主要是使能ADC内部时钟，这里的校正参数可以用结构体自行定义，也可以默认不定义，内部会以ADC最高精度进行校正，再设置初始化ADC，这里设置成了中断模式，一些参数定义如下：



* .intEnable = true;



* .lowPowerEnable = true;



* .clkDividerMode = kAdcClkDividerInputOf8;



* .resolutionMode = kAdcResolutionBitOf12or13;



* .clkSrcMode = kAdcClkSrcOfAsynClk;



* .asyncClkEnable = true;



* .highSpeedEnable = false;



* .hwTriggerEnable = false;



* .dmaEnable = false;



* .refVoltSrcMode = kAdcRefVoltSrcOfVref;



* .continuousConvEnable = true;

3、初始化中断模式

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ADC_DRV_StructInitUserConfigForOneTimeTriggerMode(&MyAdcUserConfig);



MyAdcUserConfig.resolutionMode = kAdcResolutionBitOf12or13;



ADC_DRV_Init(HW_ADC0, &MyAdcUserConfig, &MyAdcState);



//这里的电位计是12位的ADC，范围0-4095

4、FTM配置及初始化

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configure_ftm_pins(BOARD_FTM_INSTANCE);



ftm_user_config_t ftmInfo;



memset(&ftmInfo, 0, sizeof(ftmInfo));



FTM_DRV_Init(BOARD_FTM_INSTANCE, &ftmInfo);

5、采集ADC数值

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//Get Voltage value



adcValue_RV2= getVoltage(0, false, MyAdcUserConfig.resolutionMode);



getVoltage函数的第一个参数是电位计ADC的通道Number，0是RV2，第二个参数是是否差分，false是不差分，第三个参数是ADC分辨率模式，这里是12位ADC；

只看该作者 · 2015-7-26 09:32

6、将采集的ADC转化为整数和小数，再转化为PWM输出的占空比

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if(adcValue_RV2 < 0)



{



adcValue_RV2 = -adcValue_RV2;



isNegative = 1;



}



integer = (adcValue_RV2 * VREF_ADC) / denominator;



numerator = (adcValue_RV2 * VREF_ADC) - (integer * denominator);



decimal = (numerator*ADJUST_FACTOR) / (RES_MAX_VAL * 10);



FTM_DRV_PwmStart(BOARD_FTM_INSTANCE, &ftmParam, BOARD_FTM_CHANNEL);



OSA_TimeDelay(50); //delay 50ms



FTM_DRV_PwmStop(BOARD_FTM_INSTANCE, &ftmParam, BOARD_FTM_CHANNEL);



ftmParam.uDutyCyclePercent =(integer*ADJUST_FACTOR+decimal)/1000;