【试用】国产MCU神作GD207ZE—ADC+DHT11+UART

只看该作者 · 2016-4-9 11:22

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：

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#include "dht11.h"



void DHT11_IO_IN(void)

{

        GPIO_InitPara GPIO_InitStructure;

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

         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_Pin;                                 //端口配置

         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_IPU;

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

}



void DHT11_IO_OUT(void)

{

        GPIO_InitPara GPIO_InitStructure;

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

         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_Pin;                                 //端口配置

         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUT_PP;                  //推挽输出

         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_SPEED_10MHZ;

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

}



//复位DHT11

void DHT11_Rst(void)

{                 

        DHT11_IO_OUT();

        CLR_DHT11();         //拉低DQ

  delay_ms(20); //拉低至少18ms

  SET_DHT11();         //DQ=1 

        delay_us(30); //主机拉高20~40us

}

//等待DHT11的回应

//返回1:未检测到DHT11的存在

//返回0:存在

uint8_t DHT11_Check(void)

{   

        uint8_t retry=0;

        DHT11_IO_IN();//SET INPUT         

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

        {

                retry++;

                delay_us(1);

        };         

        if(retry>=100)return 1;

        else retry=0;

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

        {

                retry++;

                delay_us(1);

        };

        if(retry>=100)return 1;            

        return 0;

}

//从DHT11读取一个位

//返回值：1/0

uint8_t DHT11_Read_Bit(void)                          

{

         uint8_t retry=0;

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

        {

                retry++;

                delay_us(1);

        }

        retry=0;

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

        {

                retry++;

                delay_us(1);

        }

        delay_us(40);//等待40us

        if(DHT11_DQ_IN)return 1;

        else return 0;                   

}

//从DHT11读取一个字节

//返回值：读到的数据

uint8_t DHT11_Read_Byte(void)    

{        

  uint8_t i,dat;

  dat=0;

        for (i=0;i<8;i++) 

        {

           dat<<=1; 

          dat|=DHT11_Read_Bit();

  }                                                    

    return dat;

}

//从DHT11读取一次数据

//temp:温度值(范围:0~50°)

//humi:湿度值(范围:20%~90%)

//返回值：0,正常;1,读取失败

uint8_t DHT11_Read_Data(uint8_t *temp,uint8_t *humi)    

{        

         uint8_t buf[5];

        uint8_t i;

        DHT11_Rst();

        if(DHT11_Check()==0)

        {

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

                {

                        buf[i]=DHT11_Read_Byte();

                }

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

                {

                        *humi=buf[0];

                        *temp=buf[2];

                }

        }else return 1;

        return 0;            

}

//初始化DHT11的IO口 DQ 同时检测DHT11的存在

//返回1:不存在

//返回0:存在             

uint8_t DHT11_Init(void)

{

        DHT11_IO_OUT();

        SET_DHT11();

        DHT11_Rst();  //复位DHT11

        return DHT11_Check();//等待DHT11的回应

}

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：

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 #include "adc.h"

 #include "delay.h"



//初始化ADC                                                                                                                           

void  Adc_Init(void)

{         

        ADC_InitPara ADC_InitStructure; 

        GPIO_InitPara GPIO_InitStructure;



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

         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



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

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2;

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

        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);        



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

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

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

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

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

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

        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   

        

        ADC_Enable(ADC1,ENABLE);

        ADC_Calibration(ADC1);



}                                  

//获得ADC值

//ch:通道值 0~3

uint16_t Get_Adc(uint8_t ch)   

{

          //设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间

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

  

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

         

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



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

}



float Get_Adc_Average(uint8_t ch,uint8_t times)

{

        uint32_t temp_val=0;

        uint8_t t;

        for(t=0;t<times;t++)

        {

                temp_val+=Get_Adc(ch);

                delay_ms(5);

        }

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

}

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：

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#include "delay.h"



#define  DWT_CR      *(volatile u32 *)0xE0001000

#define  DWT_CYCCNT  *(volatile u32 *)0xE0001004

#define  DEM_CR      *(volatile u32 *)0xE000EDFC

#define  DEM_CR_TRCENA                   (1 << 24)

#define  DWT_CR_CYCCNTENA                (1 <<  0)

static uint32_t cpuclkfeq;



void delay_init(uint32_t clk)

{

    cpuclkfeq = clk;

    DEM_CR |= DEM_CR_TRCENA; 

//    DWT_CYCCNT      = 0u;

    DWT_CR |= DWT_CR_CYCCNTENA;

}

void delay_us(uint32_t us)

{

    uint32_t temp;

    temp= DWT_CYCCNT;

    us *=  SystemCoreClock/1000000;

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

}

//void delay_us(uint32_t value)

//{

//        uint32_t i;

//        i = value * 15;

//        while(i--);

//}



void delay_ms(uint32_t ms)

{

        uint32_t temp;

        temp= DWT_CYCCNT;

        ms *=  SystemCoreClock/1000;

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

}