RT-Thread：ADC 框架应用，通过 STM32CubeMX 配置 STM32 ADC驱动

关键词：ADC,RT-Thread ADC,STM32 ADC应用

说明：本笔记是记录如何开启 RT-Thread 框架的ADC功能，使用系统自带的ADC函数，并通过 STM32CubeMX 配置 STM32 ADC驱动。

1. 打开board.h 文件，找到ADC 使用配置的流程，按流程操作。

* if you want to use adc you can use the following instructions. 
 * 如果您想使用adc，可以使用以下说明。
 *
 * STEP 1, open adc driver framework support in the RT-Thread Settings file  ,
 * 步骤1，在RT线程设置文件中打开adc驱动程序框架支持
 *
 * STEP 2, define macro related to the adc  
 * 第2步，定义与adc相关的宏
 *                 such as     #define BSP_USING_ADC1  例如:  #define BSP_USING_ADC1
 *
 * STEP 3, copy your adc init function from stm32xxxx_hal_msp.c generated by stm32cubemx to the end of board.c file
 * STEP 3, 将adc init函数从stm32cubemx生成的stm32xxxx_hal_msp.c复制到board.c文件的末尾
 *                 such as     void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* hadc)
 *
 * STEP 4, modify your stm32xxxx_hal_config.h file to support adc peripherals. define macro related to the peripherals
 * STEP 4,修改stm32xxxx_hal_config.h文件以支持adc外围设备。定义与外围设备相关的宏
 *                 such as     #define HAL_ADC_MODULE_ENABLED
 *
 */

2.配置驱动

第1步：打开配置

* STEP 1, open adc driver framework support in the RT-Thread Settings file ,

* 步骤1，在RT线程设置文件中打开adc驱动程序框架支持

勾选如下 ADC 配置

第2步：如图打开 ADC 相关的宏，根据硬件实际使用的是 ADC1或者其他打开对应的ADC。

* STEP 2, define macro related to the adc

* 第2步，定义与adc相关的宏

* such as #define BSP_USING_ADC1 例如: #define BSP_USING_ADC1

第3步：设置ADC通道，配置ADC。（具体的生成过程参考专门的ADC驱动生成文件）

* STEP 3, copy your adc init function from stm32xxxx_hal_msp.c generated by stm32cubemx to the end of board.c file

* STEP 3, 将adc init函数从stm32cubemx生成的stm32xxxx_hal_msp.c复制到board.c文件的末尾

* such as void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* hadc)

按流程配置后点击下图生成代码

找到生成的代码 adc.c

把如下代码复制到board.c文件的末尾

/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

ADC_HandleTypeDef hadc1;

/* ADC1 init function */
void MX_ADC1_Init(void)
{
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  /** Common config 
  */
  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_ENABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 2;
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Configure Regular Channel 
  */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_7;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Configure Regular Channel 
  */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_8;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_2;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}

void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(adcHandle->Instance==ADC1)
  {
  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspInit 0 */

  /* USER CODE END ADC1_MspInit 0 */
    /* ADC1 clock enable */
    __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
  
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    /**ADC1 GPIO Configuration    
    PA7     ------> ADC1_IN7
    PB0     ------> ADC1_IN8 
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspInit 1 */

  /* USER CODE END ADC1_MspInit 1 */
  }
}

void HAL_ADC_MspDeInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
{

  if(adcHandle->Instance==ADC1)
  {
  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspDeInit 0 */

  /* USER CODE END ADC1_MspDeInit 0 */
    /* Peripheral clock disable */
    __HAL_RCC_ADC1_CLK_DISABLE();
  
    /**ADC1 GPIO Configuration    
    PA7     ------> ADC1_IN7
    PB0     ------> ADC1_IN8 
    */
    HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_7);

    HAL_GPIO_DeInit(GPIOB, GPIO_PIN_0);

  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspDeInit 1 */

  /* USER CODE END ADC1_MspDeInit 1 */
  }
} 

/* USER CODE BEGIN 1 */

/* USER CODE END 1 */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

第4步：打开ADC的宏

* STEP 4, modify your stm32xxxx_hal_config.h file to support adc peripherals. define macro related to the peripherals

* STEP 4,修改stm32xxxx_hal_config.h文件以支持adc外围设备。定义与外围设备相关的宏

* such as #define HAL_ADC_MODULE_ENABLED

第5步：移植ADC应用函数

官方ADC应用介绍：Docs » 设备和驱动 » ADC设备

https://www.rt-thread.org/document/site/programming-manual/device/adc/adc/

1. ADC 设备使用示例

ADC 设备的具体使用方式可以参考如下示例代码，示例代码的主要步骤如下：
1.首先根据 ADC 设备名称 “adc1” 查找设备获取设备句柄。
2.使能设备后读取 adc1 设备对应的通道 5 的采样值，然后根据分辨率为 12 位，参考电压为 3.3V 计算实际的电压值。
3.最后关闭 ADC 设备对应通道。
运行结果：打印实际读取到的转换的原始数据和经过计算后的实际电压值。

2.移植以下代码到工程里面测试

/*
 * 程序清单： ADC 设备使用例程
 * 例程导出了 adc_sample 命令到控制终端
 * 命令调用格式：adc_sample
 * 程序功能：通过 ADC 设备采样电压值并转换为数值。
 *           示例代码参考电压为3.3V,转换位数为12位。
*/

#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>

#define ADC_DEV_NAME        "adc1"      /* ADC 设备名称 */
#define ADC_DEV_CHANNEL     5           /* ADC 通道 */
#define REFER_VOLTAGE       330         /* 参考电压 3.3V,数据精度乘以100保留2位小数*/
#define CONVERT_BITS        (1 << 12)   /* 转换位数为12位 */

static int adc_vol_sample(int argc, char *argv[])
{
    rt_adc_device_t adc_dev;
    rt_uint32_t value, vol;
    rt_err_t ret = RT_EOK;

    /* 查找设备 */
    adc_dev = (rt_adc_device_t)rt_device_find(ADC_DEV_NAME);
    if (adc_dev == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("adc sample run failed! can't find %s device!\n", ADC_DEV_NAME);
        return RT_ERROR;
    }

    /* 使能设备 */
    ret = rt_adc_enable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);

    /* 读取采样值 */
    value = rt_adc_read(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);
    rt_kprintf("the value is :%d \n", value);

    /* 转换为对应电压值 */
    vol = value * REFER_VOLTAGE / CONVERT_BITS;
    rt_kprintf("the voltage is :%d.%02d \n", vol / 100, vol % 100);

    /* 关闭通道 */
    ret = rt_adc_disable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);

    return ret;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(adc_vol_sample, adc voltage convert sample);

第6步：调试修改过的移植代码

/*
 * 程序清单： ADC 设备使用例程
 * 例程导出了 adc_sample 命令到控制终端
 * 命令调用格式：adc_sample
 * 程序功能：通过 ADC 设备采样电压值并转换为数值。
 *           示例代码参考电压为3.3V,转换位数为12位。
*/
#include "user_cfg.h"

#define ADC_DEV_NAME        "adc1"      /* ADC 设备名称 */
#define ADC_DEV_CHANNEL     7           /* ADC 通道 */
#define REFER_VOLTAGE       330         /* 参考电压 3.3V,数据精度乘以100保留2位小数*/
#define CONVERT_BITS        (1 << 12)   /* 转换位数为12位 */



/* 线程 AIR_ADC_Thread 的入口函数 */
static void AIR_ADC_entry(void *param)
{

    rt_adc_device_t adc_dev;
    rt_uint32_t value, vol;
    rt_err_t ret = RT_EOK;


    while(1)
    {
        /* 查找设备 */
        adc_dev = (rt_adc_device_t)rt_device_find(ADC_DEV_NAME);
        if (adc_dev == RT_NULL)
        {
            rt_kprintf("adc sample run failed! can't find %s device!\n", ADC_DEV_NAME);
            //return RT_ERROR;
        }

        /* 使能设备 */
        ret = rt_adc_enable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);

        /* 读取采样值 */
        value = rt_adc_read(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);
        rt_kprintf("the value is :%d \n", value);

        /* 转换为对应电压值 */
        vol = value * REFER_VOLTAGE / CONVERT_BITS;
        rt_kprintf("the voltage is :%d.%02d \n", vol / 100, vol % 100);

        /* 关闭通道 */
        ret = rt_adc_disable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);

        rt_thread_mdelay(1000);
        rt_thread_yield();/* 放弃剩余时间片，进行一次线程切换 */

    }

}

/* 线程创建 线程 函数 */
void AIR_ADC_Thread(void)
{
    rt_thread_t tid1;//创建线程控制块指针来接收线程创建函数的返回值，目的是通过返回值判断线程是否创建ok

    /* 创建线程 ，名称是 AIR_ZY_CON_Thread，入口是 AIR_ZY_CON_entry*/
        tid1 = rt_thread_create("AIR_ADC_Thread",
                                AIR_ADC_entry, RT_NULL,
                                500,//设置内存堆栈大小
                                10, 50);//设置优先级，时间片参数，时间片是在有多个相同优先级线程时，这个线程每次被执行多少个时间片

        /* 如果获得线程控制块，启动这个线程 */
        if (tid1 != RT_NULL)
            rt_thread_startup(tid1);
}
INIT_APP_EXPORT(AIR_ADC_Thread);