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【试用】 国产MCU神作GD207ZE—ADC+DHT11+UART

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 楼主| jjlink 发表于 2016-4-9 11:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
ADC, UART, MCU, IO, pi
     首先，再次感谢21IC给了我关于GDF207ZE的试用机会，关于GD32F207的详细介绍，详情可以参照我的上一个帖子：
   【试用】 国产MCU神作GD207ZE——开箱篇！
https://bbs.21ic.com/forum.php?mo ... amp;fromuid=1428042
    好了，废话不多说，接下来开始我们关于GD32F207的第一程序的开发吧。

    参考了关于这颗芯片的相关手册，发现跟STM32的很多架构，寄存器都很通用，因此，希望对于以前关于stm32的例程就很容易可以移植了，这里，我借用了以前写过的驱动，在GD板子上进行一些简易的移植，这里，主要用的是DHT11跟ADC模块，然后主要通过串口输出信息，以看到相关的测量结果~
   
     简单描述一下实现过程：
1.数字温湿度传感器DHT11采用单总线输出数据，单次数据包共5Byte（40bit），包括先发送高位，数据格式为：湿度整数+湿度小数+温度整数+温度小数+校验和，各占1 Byte，校验和为前4个Byte相加，由此可计算出温湿度的数值。
DHT11通讯过程的时序图如下图所示，空闲状态时总线为高电平，MCU发送开始信号，拉低总线等待DHT11响应（至少18ms），之后拉高总线20~40μs；DHT11接收到开始信号，在其结束后发送80μs的低电平响应信号，之后拉高总线40~50μs，再拉低40~50μs，接着输出数据；主机读取到响应信号后开始接收数据；一次数据传输完成，DHT11拉低总线50μs，之后总线进入空闲状态。    相关的操作手册在DHT11的数据手册里面已经详细提及到了，感兴趣的朋友可以去下载来看看，这里不再多说了！
    下面请上我们的驱动代码：
复制
  1. #include "dht11.h"
    


  2. 

  3. void DHT11_IO_IN(void)
    

  4. {
    

  5.         GPIO_InitPara GPIO_InitStructure;
    

  6.          RCC_APB2PeriphClock_Enable(RCC_APB2PERIPH_GPIOG,ENABLE);         //使能PF端口时钟
    

  7.          GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_Pin;                                 //端口配置
    

  8.          GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_IPU;
    

  9.          GPIO_Init(DHT11_GPIO_Port, &GPIO_InitStructure);                                 //初始化IO口
    

  10. }
    


  11. 

  12. void DHT11_IO_OUT(void)
    

  13. {
    

  14.         GPIO_InitPara GPIO_InitStructure;
    

  15.          RCC_APB2PeriphClock_Enable(RCC_APB2PERIPH_GPIOG,ENABLE);         //使能PF端口时钟
    

  16.          GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_Pin;                                 //端口配置
    

  17.          GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUT_PP;                  //推挽输出
    

  18.          GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_SPEED_10MHZ;
    

  19.          GPIO_Init(DHT11_GPIO_Port, &GPIO_InitStructure);                                 //初始化IO口
    

  20. }
    


  21. 

  22. //复位DHT11
    

  23. void DHT11_Rst(void)
    

  24. {                 
    

  25.         DHT11_IO_OUT();
    

  26.         CLR_DHT11();         //拉低DQ
    

  27.   delay_ms(20); //拉低至少18ms
    

  28.   SET_DHT11();         //DQ=1 
    

  29.         delay_us(30); //主机拉高20~40us
    

  30. }
    

  31. //等待DHT11的回应
    

  32. //返回1:未检测到DHT11的存在
    

  33. //返回0:存在
    

  34. uint8_t DHT11_Check(void)
    

  35. {   
    

  36.         uint8_t retry=0;
    

  37.         DHT11_IO_IN();//SET INPUT         
    

  38.   while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us
    

  39.         {
    

  40.                 retry++;
    

  41.                 delay_us(1);
    

  42.         };         
    

  43.         if(retry>=100)return 1;
    

  44.         else retry=0;
    

  45.   while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~80us
    

  46.         {
    

  47.                 retry++;
    

  48.                 delay_us(1);
    

  49.         };
    

  50.         if(retry>=100)return 1;            
    

  51.         return 0;
    

  52. }
    

  53. //从DHT11读取一个位
    

  54. //返回值：1/0
    

  55. uint8_t DHT11_Read_Bit(void)                          
    

  56. {
    

  57.          uint8_t retry=0;
    

  58.         while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变为低电平
    

  59.         {
    

  60.                 retry++;
    

  61.                 delay_us(1);
    

  62.         }
    

  63.         retry=0;
    

  64.         while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变高电平
    

  65.         {
    

  66.                 retry++;
    

  67.                 delay_us(1);
    

  68.         }
    

  69.         delay_us(40);//等待40us
    

  70.         if(DHT11_DQ_IN)return 1;
    

  71.         else return 0;                   
    

  72. }
    

  73. //从DHT11读取一个字节
    

  74. //返回值：读到的数据
    

  75. uint8_t DHT11_Read_Byte(void)    
    

  76. {        
    

  77.   uint8_t i,dat;
    

  78.   dat=0;
    

  79.         for (i=0;i<8;i++) 
    

  80.         {
    

  81.            dat<<=1; 
    

  82.           dat|=DHT11_Read_Bit();
    

  83.   }                                                    
    

  84.     return dat;
    

  85. }
    

  86. //从DHT11读取一次数据
    

  87. //temp:温度值(范围:0~50°)
    

  88. //humi:湿度值(范围:20%~90%)
    

  89. //返回值：0,正常;1,读取失败
    

  90. uint8_t DHT11_Read_Data(uint8_t *temp,uint8_t *humi)    
    

  91. {        
    

  92.          uint8_t buf[5];
    

  93.         uint8_t i;
    

  94.         DHT11_Rst();
    

  95.         if(DHT11_Check()==0)
    

  96.         {
    

  97.                 for(i=0;i<5;i++)//读取40位数据
    

  98.                 {
    

  99.                         buf[i]=DHT11_Read_Byte();
    

  100.                 }
    

  101.                 if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
    

  102.                 {
    

  103.                         *humi=buf[0];
    

  104.                         *temp=buf[2];
    

  105.                 }
    

  106.         }else return 1;
    

  107.         return 0;            
    

  108. }
    

  109. //初始化DHT11的IO口 DQ 同时检测DHT11的存在
    

  110. //返回1:不存在
    

  111. //返回0:存在             
    

  112. uint8_t DHT11_Init(void)
    

  113. {
    

  114.         DHT11_IO_OUT();
    

  115.         SET_DHT11();
    

  116.         DHT11_Rst();  //复位DHT11
    

  117.         return DHT11_Check();//等待DHT11的回应
    

  118. }

相关的驱动相信大家也很熟悉啦，这里是引用了原子哥的驱动来移植的，感谢原子哥~
同时，还有ADC 部分的驱动代码：
复制
  1.  #include "adc.h"
    

  2.  #include "delay.h"
    


  3. 

  4. //初始化ADC                                                                                                                           
    

  5. void  Adc_Init(void)
    

  6. {         
    

  7.         ADC_InitPara ADC_InitStructure; 
    

  8.         GPIO_InitPara GPIO_InitStructure;
    


  9. 

  10.         RCC_APB2PeriphClock_Enable(RCC_APB2PERIPH_GPIOA | RCC_APB2PERIPH_ADC1, ENABLE );          //使能ADC1通道时钟
    

  11.          RCC_ADCCLKConfig(RCC_ADCCLK_APB2_DIV6);   //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
    


  12. 

  13.         //PA1、PA2作为模拟通道输入引脚                         
    

  14.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2;
    

  15.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_AIN;                //模拟输入引脚
    

  16.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);        
    


  17. 

  18.         ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_MODE_INDEPENDENT;        //ADC工作模式:ADC1工作在独立模式
    

  19.         ADC_InitStructure.ADC_Mode_Scan = DISABLE;        //模数转换工作在单通道模式
    

  20.         ADC_InitStructure.ADC_Mode_Continuous = DISABLE;        //模数转换工作在单次转换模式
    

  21.         ADC_InitStructure.ADC_Trig_External = ADC_EXTERNAL_TRIGGER_MODE_NONE;        //转换由软件而不是外部触发启动
    

  22.         ADC_InitStructure.ADC_Data_Align = ADC_DATAALIGN_RIGHT;        //ADC数据右对齐
    

  23.         ADC_InitStructure.ADC_Channel_Number = 2;        //顺序进行规则转换的ADC通道的数目
    

  24.         ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);        //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器   
    

  25.         
    

  26.         ADC_Enable(ADC1,ENABLE);
    

  27.         ADC_Calibration(ADC1);
    


  28. 

  29. }                                  
    

  30. //获得ADC值
    

  31. //ch:通道值 0~3
    

  32. uint16_t Get_Adc(uint8_t ch)   
    

  33. {
    

  34.           //设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
    

  35.         ADC_RegularChannel_Config(ADC1,ch,1,ADC_SAMPLETIME_239POINT5);        //ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期                                      
    

  36.   
    

  37.         ADC_SoftwareStartConv_Enable(ADC1,ENABLE);                //使能指定的ADC1的软件转换启动功能        
    

  38.          
    

  39.         while(ADC_GetBitState(ADC1,ADC_FLAG_EOC)!=SET);//等待转换结束
    


  40. 

  41.         return ADC_GetConversionValue(ADC1);        //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
    

  42. }
    


  43. 

  44. float Get_Adc_Average(uint8_t ch,uint8_t times)
    

  45. {
    

  46.         uint32_t temp_val=0;
    

  47.         uint8_t t;
    

  48.         for(t=0;t<times;t++)
    

  49.         {
    

  50.                 temp_val+=Get_Adc(ch);
    

  51.                 delay_ms(5);
    

  52.         }
    

  53.         return (float)temp_val/times* (3.3 / 4096.0);
    

  54. }
分别读取ADC1的ADC_IN1和ADC_IN2的转换值，取3次的平均值后转换为0-3.3V电压值发送到PC。
USART发送程序采用colibri_bsp_uart.c中的EvbUart1Printf(char* fmt, ...)函数，该函数实现了printf()的功能，按照printf()的格式调用即可。
硬件接线如下：
                          PG8：DHT11 DATA
                          PA1：电位器1
                          PA2：电位器2
                          PB6：USART1 TX

其次，在对于DHT11的操作中，最为重要的还是延时函数的精确性：
其中用到的延时函数采用cortex-M3内核中的跟踪组件DWT的时钟周期计数CYCCNT实现：
复制
  1. #include "delay.h"
    


  2. 

  3. #define  DWT_CR      *(volatile u32 *)0xE0001000
    

  4. #define  DWT_CYCCNT  *(volatile u32 *)0xE0001004
    

  5. #define  DEM_CR      *(volatile u32 *)0xE000EDFC
    

  6. #define  DEM_CR_TRCENA                   (1 << 24)
    

  7. #define  DWT_CR_CYCCNTENA                (1 <<  0)
    

  8. static uint32_t cpuclkfeq;
    


  9. 

  10. void delay_init(uint32_t clk)
    

  11. {
    

  12.     cpuclkfeq = clk;
    

  13.     DEM_CR |= DEM_CR_TRCENA; 
    

  14. //    DWT_CYCCNT      = 0u;
    

  15.     DWT_CR |= DWT_CR_CYCCNTENA;
    

  16. }
    

  17. void delay_us(uint32_t us)
    

  18. {
    

  19.     uint32_t temp;
    

  20.     temp= DWT_CYCCNT;
    

  21.     us *=  SystemCoreClock/1000000;
    

  22.     while((uint32_t)( DWT_CYCCNT - temp)< us);
    

  23. }
    

  24. //void delay_us(uint32_t value)
    

  25. //{
    

  26. //        uint32_t i;
    

  27. //        i = value * 15;
    

  28. //        while(i--);
    

  29. //}
    


  30. 

  31. void delay_ms(uint32_t ms)
    

  32. {
    

  33.         uint32_t temp;
    

  34.         temp= DWT_CYCCNT;
    

  35.         ms *=  SystemCoreClock/1000;
    

  36.         while((uint32_t)( DWT_CYCCNT - temp)< ms);
    

  37. }

综上，将代码工程编译通后，通过GD-LINK连接到电脑进行下载：
运行结果如下：
QQ截图20160409112057.jpg

下面再附上代码文件，请大家轻喷~

GD32F207.zip (3.97 MB, 下载次数: 30)





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 楼主| jjlink 发表于 2016-4-9 11:23 | 显示全部楼层
前排占座~
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comeon201208 发表于 2016-4-17 13:00 | 显示全部楼层
这个还是采集温湿度及电压的程序设计的。
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 楼主| jjlink 发表于 2016-4-17 19:17 | 显示全部楼层
comeon201208 发表于 2016-4-17 13:00
这个还是采集温湿度及电压的程序设计的。

嗯。就是温湿度采集加上ADC转换的。有兴趣欢迎下载代码来看看
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shenmu2012 发表于 2016-4-18 21:01 | 显示全部楼层
数字温湿度传感器DHT11采用单总线输出数据，单次数据包共5Byte（40bit），包括先发送高位，数据格式为：湿度整数+湿度小数+温度整数+温度小数+校验和，各占1 Byte，校验和为前4个Byte相加，由此可计算出温湿度的数值。
这个是很费心了
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LXBYUN 发表于 2022-4-1 11:29 | 显示全部楼层
你好！这个版本的LIB库，定时器能否正常工作？
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