【杰发科技AC7802x测评】7. ADC应用之可燃气体测试

只看该作者 · 2023-6-17 13:56

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# 前言

本文将介绍如何使用AC7802X的ADC功能。

本文使用如下ADC功能：

- PA11（即ADC_IN0）来采集可燃气体传感器MQ-5检测空气中的可燃气体浓度。
- PA11（即ADC_IN1）来检测板载电位计采集的ADC值，通过转动电位计可以改变PA11连接的引脚的电压
- 芯片内部温度传感器应用-采集芯片温度
- 使用了规则组

# 1 硬件连接

下图展示了ADC以及对应引脚之间的关系。**将PA11连接到了MQ-5可燃气体传感器上**。

下图是板载的电位器的原理图，可以知道连接到了PA10引脚上，对应的ADC为ADC_IN1。

# 2 ADC功能介绍

关于AC7802X的功能以及使用方式，可以参考用户手册《ATC_AC7802x_ReferenceManual_CH》 8 模数转换器（ADC）。

ADC分为了两种转换组：注入组和对则组，关于其区别可以参考用户手册，本文不做赘述。本文使用了对则组进行转换。

下面是关于片内温度传感器的说明，片内温度传感器也连接到了ADC上，可以通过VIN来采集温度值，下面是关于片内温度传感器的说明以及计算公式。

关于计算公式中，用到了VTEMP25以及Slope，这两个变量的值在数据手册中可以找到典型值，可以用来计算实际温度，如下所示：

所以真实的计算公式为：

温度=（0.705-VSENSOR）/-1.709 + 25。

知道了公式，下面就可以实现代码逻辑了。

# 3 代码实现

## 3.1 ADC初始化

初始化代码如下：

其中：

- 首先初始化PA11和PA10为A。C引脚，复用功能为FUN2。
- 然后配置ADC
- 最后启动规则组转换以及内部温度传感器采样

复制

void Adc_Init(void)

{

    ADC_ConfigType adcConfig;                    /*! ADC初始化配置*/

    memset(&adcConfig, 0x00, sizeof(adcConfig)); /*! 清空结构体*/



    /*! ADC输入端口（MQ-5）配置*/

    GPIO_SetFunc(GPIOA, GPIO_PIN11, GPIO_FUN2); /*! PA10复用为FUN2，为ADC_IN1 ，对应电位器VR1*/



    /*! ADC输入端口（电位器）配置*/

    GPIO_SetFunc(GPIOA, GPIO_PIN10, GPIO_FUN2); /*! PA10复用为FUN2，为ADC_IN1 ，对应电位器VR1*/



    /*! ADC配置

    ADC固定为12位分辨率，工作模式为MODE3（工作模式内容见参考手册8.4.2章节），规则组扫描+注入组扫描模式多通道单次转换，规则组长度为3,注入组长度为0

    每触发一次进行一次ADC转换，每次转换规则组中的3个通道。

    */

    adcConfig.clkPsc                     = ADC_CLK_PRESCALER_2;  /*! ADC时钟分频设置，Set ADC Clk = APB时钟频率/(clkPsc + 1) = 16M/2 = 8M */

    adcConfig.scanModeEn                 = ENABLE;               /*! 模式配置SCAN：扫描模式使能位 多通道需使能扫描模式，单通道则不需要使能*/

    adcConfig.continuousModeEn           = DISABLE;              /*! 模式配置CONT：连续模式使能位 0：触发一次后只转换一次，1：触发后可连续转换*/

    adcConfig.regularDiscontinuousModeEn = DISABLE;              /*! 模式配置DISCEN：打开规则组间断转换模式*/

    adcConfig.injectDiscontinuousModeEn  = DISABLE;              /*! 模式配置IDISEN：打开注入组间断转换模式*/

    adcConfig.injectAutoModeEn           = DISABLE;              /*! 模式配置IAUTO：自动注入模式*/

    adcConfig.intervalModeEn             = DISABLE;              /*! 模式配置INTERVAL：注入组为间隔转换模式*/

    adcConfig.regularDiscontinuousNum    = 0;                    /*! 规则组子组长度，用于Mode7和Mode8*/

    adcConfig.interruptEn                = DISABLE;              /*! 总中断使能*/

    adcConfig.voltageRef                 = ADC_VOLTAGEREF_VDDA;  /*! ADC参考源选择 */

    adcConfig.regularTriggerMode         = ADC_TRIGGER_INTERNAL; /*! 规则组触发源类型选择*/

    adcConfig.injectTriggerMode          = ADC_TRIGGER_INTERNAL; /*! 注入组触发源类型选择*/

    adcConfig.regularSequenceLength      = 3;                    /*! 规则组长度*/

    adcConfig.injectSequenceLength       = 0;                    /*! 注入组长度*/

    adcConfig.dataAlign                  = ADC_DATA_ALIGN_RIGHT; /*! 数据右对齐*/

    adcConfig.callBack                   = NULL;                 /*! ADC回调函数*/

    adcConfig.powerMode                  = ADC_POWER_ON;         /*! ADC上电*/

    ADC_Init(ADC0, &adcConfig);                                  /*! ADC works Mode Config*/



    /*!

        ADC转换率计算公式：

        总转换时间=(SPT+ 12)/ADC时钟频率+5个APB时钟周期

        备注：

        1.SPT为采样周期个数，具体见下面ADC_SPT_CLK_x。

        2.ADC时钟频率 = APB时钟频率 /(分频系数+1)

        3.7802x ADC支持的最高采样率为250Ksps(即转换时间不低于4us)，如果配置采样率高于该值，可能会导致采样结果精度显著减低。

    */

    /*规则组通道转换序列和转换速率配置*/

    ADC_SetRegularGroupChannel(ADC0, ADC_CH_0, ADC_SPT_CLK_33, 0);   /*! 采样&转换时间= (33+12)/8000000 + 5/16000000 ≈ 5.94us */

    ADC_SetRegularGroupChannel(ADC0, ADC_CH_1, ADC_SPT_CLK_33, 1);   /*! 采样&转换时间= (33+12)/8000000 + 5/16000000 ≈ 5.94us */

    ADC_SetRegularGroupChannel(ADC0, ADC_CH_VIN, ADC_SPT_CLK_33, 2); /*! 采样&转换时间= (33+12)/8000000 + 5/16000000 ≈ 5.94us */

    /*! Bandgap或T-sensor内部通道配置*/

    ADC_SetInternalChannel(ADC0, ADC_INTERNAL_TSENSOR); /*! 内部电压信号选择（仅在使用了ADC_CH_VIN 时配置） */

    ADC_SetVBufEnableFlag(ADC0, ENABLE);                /*! Bandgap和T-sensor内部通道使能（仅在使用了ADC_CH_VIN 时配置） */

}

## 3.2 ADC值读取以及打印

- 首先使用软件方式启动ADC0转换
- 然后等待转换完成
- 最后读取转换结果并将AN0和AN1的转换结果转变为mV为单位
- 将温度读取结果转换为实际温度值

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void Adc_SwTrigger(void)

{

    ADC_SoftwareStartRegularConvert(ADC0); /*! 软件触发规则组采样*/



    while (!ADC_GetEOCFlag(ADC0, 2)) /*! 等待规则组最后一个通道转换完成*/

    {

        /* Wait */

    }



    g_adc_RegularArray[0] = (ADC_GetRegularData(ADC0, 0) * 3300 / 4096); /*! 获取规则组0的转换值*/

    g_adc_RegularArray[1] = (ADC_GetRegularData(ADC0, 1) * 3300 / 4096); /*! 获取规则组1的转换值*/

    g_adc_RegularArray[2] = ADC_GetRegularData(ADC0, 2); /*! 获取规则组2的转换值*/



    float T_Sensor_V = ((float)g_adc_RegularArray[2] * 3.3 / 4096.0);

    printf ("-->%f\n", T_Sensor_V);

    float T_Sensor = (0.705 - T_Sensor_V) / -1.709 + 25;



    /*! 打印ADC各通道转换结果*/

    printf("ADC Regular value:  MQ-5 = %04dmV VR1 = %04dmV TSENSOR = %.2fCentigrade \r\n", g_adc_RegularArray[0], g_adc_RegularArray[1], T_Sensor);

}

## 3.3 主函数

主函数调用ADC进行转换，如下：

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    Adc_Init();



    while(1)

    {

        Adc_SwTrigger();



        for (int i = 0; i < 1000; i++)

            for (int j = 0; j< 10000; j++);

    }