ADC


ADC

概述

功能简介

ADC(Analog to Digital Converter),即模拟-数字转换器,是一种将模拟信号转换成对应数字信号的设备。

ADC接口定义了完成ADC传输的通用方法集合,包括:

  • ADC设备管理:打开或关闭ADC设备。
  • ADC读取转换结果:读取AD转换结果。

基本概念

ADC主要用于将模拟量转换成数字量,从而便于存储与计算等。

ADC的主要技术参数有:

  • 分辨率 分辨率指的是ADC模块能够转换的二进制位数,位数越多分辨率越高。

  • 转换误差 转换误差通常是以输出误差的最大值形式给出。它表示A/D转换器实际输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。常用最低有效位的倍数表示。

  • 转换时间 转换时间是指A/D转换器从转换控制信号到来开始,到输出端得到稳定的数字信号所经过的时间。

运作机制

在HDF框架中,同类型设备对象较多时(可能同时存在十几个同类型配置器),如果采用独立服务模式则需要配置更多的设备节点,且相关服务会占据更多的内存资源。相反,采用统一服务模式可以使用一个设备服务作为管理器,统一处理所有同类型对象的外部访问(这会在配置文件中有所体现),实现便捷管理和节约资源的目的。ADC模块接口适配模式采用统一服务模式。

ADC模块各分层的作用为:接口层提供打开设备,写入数据,关闭设备的接口。核心层主要提供绑定设备、初始化设备以及释放设备的能力。适配层实现其他具体的功能。

除电源线和地线之外,ADC只需要1根线与被测量的设备进行连接,其物理连线如图1所示:

图 1 ADC物理连线示意图

约束与限制

ADC模块当前仅支持轻量和小型系统内核(LiteOS) 。

使用指导

场景介绍

ADC设备通常用于将模拟电压转换为数字量,如与咪头搭配进行声音采集、与NTC电阻搭配进行温度测量,或者将其他模拟传感器的输出量转换为数字量的场景。

接口说明

ADC模块提供的主要接口如表1所示,更多关于接口的介绍请参考对应的API接口文档。

表 1 ADC驱动API接口功能介绍

接口名 描述
AdcOpen 打开ADC设备
AdcClose 关闭ADC设备
AdcRead 读取AD转换结果值

开发步骤

使用ADC设备的一般流程如图2所示。

图 2 ADC使用流程图

打开ADC设备

在进行AD转换之前,首先要调用AdcOpen打开ADC设备。

DevHandle AdcOpen(int16_t number);
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表 2 AdcOpen参数和返回值描述

参数 参数描述
number ADC设备号
返回值 返回值描述
NULL 打开ADC设备失败
设备句柄 打开的ADC设备句柄

假设系统中存在2个ADC设备,编号从0到1,那么我们现在打开1号设备。

DevHandle adcHandle = NULL;  /* ADC设备句柄 /

/* 打开ADC设备 */
adcHandle = AdcOpen(1);
if (adcHandle == NULL) {
    HDF_LOGE("AdcOpen: fail\n");
    return;
}
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读取AD转换结果

int32_t AdcRead(DevHandle handle, uint32_t channel, uint32_t *val);
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表 3 AdcRead参数和返回值描述

参数 参数描述
handle ADC设备句柄
channel ADC设备通道号
val AD转换结果
返回值 返回值描述
0 读取成功
负数 读取失败

读取转换结果示例(以通道1为例):

uint32_t value;
int32_t ret;

ret = AdcRead(adcHandle, 1, &value);
if (ret != 0) {
    HDF_LOGE("ADC read fail!\n");
    return;
}
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关闭ADC设备

ADC通信完成之后,需要关闭ADC设备。

void AdcClose(DevHandle handle); 
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表 4 AdcClose参数和返回值描述

参数 参数描述
handle ADC设备句柄
返回值 返回值描述

关闭ADC设备示例:

AdcClose(adcHandle); /* 关闭ADC设备 */
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使用实例

本例程以操作开发板上的ADC设备为例,详细展示ADC接口的完整使用流程。

本例拟对Hi3516DV300某开发板上ADC设备进行简单的读取操作,基本硬件信息如下:

  • SOC:hi3516dv300。

  • 原理图信息:电位器挂接在0号ADC设备1通道下。

本例程对测试ADC进行连续读取操作,测试ADC功能是否正常。

示例如下:

#include "adc_if.h"          /* ADC标准接口头文件 */
#include "hdf_log.h"         /* 标准日志打印头文件 */

/* 设备号0,通道号1 */ 
#define ADC_DEVICE_NUM 0
#define ADC_CHANNEL_NUM 1

/* ADC例程总入口 */ 
static int32_t TestCaseAdc(void)
{
    int32_t i;
    int32_t ret;
    DevHandle adcHandle;
    uint32_t Readbuf[30] = {0};

    /* 打开ADC设备 */ 
    adcHandle = AdcOpen(ADC_DEVICE_NUM);
    if (adcHandle == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: Open ADC%u fail!", __func__, ADC_DEVICE_NUM);
        return -1;
    }

    /* 连续进行30次AD转换并读取转换结果 */ 
    for (i = 0; i < 30; i++) {
        ret = AdcRead(adcHandle, ADC_CHANNEL_NUM, &Readbuf[i]);
        if (ret != HDF_SUCCESS) {
            HDF_LOGE("%s: ADC read fail!:%d", __func__, ret);
            AdcClose(adcHandle);
            return -1;
        }
    }
    HDF_LOGI("%s: ADC read successful!", __func__);

    /* 访问完毕关闭ADC设备 */ 
    AdcClose(adcHandle);

    return 0;
}
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