RA MCU眾測(cè)寶典 | ADC/DAC之【RA2L1】DAC電壓輸出及ADC電壓采集實(shí)驗(yàn)

“RA MCU眾測(cè)寶典”ADC/DAC通信專題上線啦！

咱們接下來要解鎖嵌入式開發(fā)中“連接模擬與數(shù)字世界”的關(guān)鍵技能——ADC/DAC 專題。

這次，瑞薩嵌入式小百科將和大家一起聚焦【瑞薩RA2L1】開發(fā)板，一步步玩轉(zhuǎn)DAC電壓輸出與ADC電壓采集：從12位DAC的引腳配置、ADC的單通道掃描設(shè)置，到代碼中實(shí)現(xiàn)電壓值的動(dòng)態(tài)調(diào)整與串口打印，一起感受“數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)模擬電壓”“模擬電壓變數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)”的奇妙過程。

開啟寶典

1

前言

2

硬件部分

DAC為數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換模塊，顧名思議，它的作用就是把輸入的數(shù)字編碼，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的模擬電壓輸出，它的功能與ADC相反。

在常見的數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)中，大部分傳感器信號(hào)被化成電壓信號(hào)，而ADC把電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、處理的數(shù)字編碼，由計(jì)算機(jī)處理完成后，再由DAC輸出電壓模擬信號(hào)，該電壓模擬信號(hào)常常用來驅(qū)動(dòng)某些執(zhí)行器件，使人類易于感知。如音頻信號(hào)的采集及還原就是這樣一個(gè)過程。

RA2L1開發(fā)板搭載的R7FA2L1AB2DFL芯片擁有12位的DAC。

ADC即模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog-to-digital converter），是一種用于將連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的器件。就比如我們可以將我們生活中的溫度、壓力、聲音這樣的模擬信號(hào)通過ADC轉(zhuǎn)化為可以通過單片機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)。

RA2L1開發(fā)板搭載的R7FA2L1AB2DFL芯片擁有12位的ADC。

3

軟件部分

將先前的P項(xiàng)目模板復(fù)制一份，重命名為02_DAC-ADC-Voltage

先進(jìn)入Pins頁(yè)面。

再來到Stacks頁(yè)面。

最后配置DAC的屬性。

進(jìn)入Pins頁(yè)面。

進(jìn)入Stacks頁(yè)面。

配置完成后，生成項(xiàng)目代碼。

新建文件adc.h，加入以下代碼

#ifndef ADC_H_#define ADC_H_voidadc0_waitComplete();#endif

這段代碼中實(shí)現(xiàn)了adc的回調(diào)函數(shù)adc0_callback，當(dāng)ADC掃描完成時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用。在回調(diào)函數(shù)中將標(biāo)志位scan_complete_flag設(shè)為true，以便adc0_waitComplete函數(shù)退出死循環(huán)。

新建文件adc.c，加入以下代碼

#include"adc.h"#include"hal_data.h"
volatilestaticbool scan_complete_flag = true;voidadc0_callback(adc_callback_args_t *p_args){    FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args);    scan_complete_flag = true;}
voidadc0_waitComplete(){    scan_complete_flag = false;    while (!scan_complete_flag)    {        /* Wait for callback to*/    }}

在這里要實(shí)現(xiàn)用DAC輸出電壓，ADC采集電壓，每隔200ms遞增或遞減一次DAC輸出的電壓值，同時(shí)打印到串口。

在hal_entry.c的文件開頭加入：

#include"adc.h"uint16_t adc_data = 0;

在hal_entry函數(shù)中加入：

typedefenum    {        up,        down    } Direction;    Direction d = up;    uint16_t dac_value = 0;    Debug_UART9_Init(); // SCI9 UART 調(diào)試串口初始化    g_dac0.p_api->open(&g_dac0_ctrl, &g_dac0_cfg);    g_dac0.p_api->start(&g_dac0_ctrl);
    g_adc0.p_api->open(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_cfg);    g_adc0.p_api->scanCfg(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_channel_cfg);    while (1)    {        g_dac0.p_api->write(&g_dac0_ctrl, dac_value);        g_adc0.p_api->scanStart(&g_adc0_ctrl);        adc0_waitComplete();        g_adc0.p_api->read(&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &adc_data);        double volt = (double)(adc_data / 4095.0) * 3.3;        printf("adc_data: %d, 電壓: %.3lf V\n", adc_data, volt);        if (d == up)        {            dac_value += 500;        }        else        {            dac_value -= 500;        }        if (dac_value >= 4000)        {            d = down;        }        if (dac_value == 0)        {            d = up;        }        R_BSP_SoftwareDelay(200, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);    }

注意，這里是用了面向?qū)ο蟮木幊谭椒ǎ瑓⒖冀坛虨椋骸禔RM嵌入式系統(tǒng)中面向?qū)ο蟮哪K編程方法》基于DShanMCU-RA6M5（瑞薩MCU）。

也可以用瑞薩FSP庫(kù)的函數(shù)編程，一樣的。例如：

g_dac0.p_api->write(&g_dac0_ctrl, dac_value);

就可以用FSP庫(kù)代替。

R_DAC_Write(&g_dac0_ctrl, dac_value);

4

下載測(cè)試

把編譯好的程序下載到開發(fā)板并復(fù)位，將P000引腳與P014引腳短接，打開串口助手，可觀察到輸出的adc值與算得的電壓值。

5

工程附件

https://ramcu.cn/uploads/02_DAC-ADC-Voltage_1751363208.zip

完成【RA2L1】開發(fā)板的ADC/DAC實(shí)驗(yàn)，是不是對(duì)“模擬與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換”有了更直觀的認(rèn)知？

下一個(gè)新專題“IIC”已經(jīng)安排上了——接下來咱們要解鎖“嵌入式多設(shè)備協(xié)同通信”的技能，比如通過IIC連接溫濕度傳感器、OLED顯示屏，實(shí)現(xiàn)多模塊的數(shù)據(jù)交互。關(guān)注瑞薩嵌入式小百科，咱們馬上開啟“設(shè)備組網(wǎng)通信”的新學(xué)習(xí)之旅！

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