doc/software/驱动/adc.md · 珠海杰理科技FAE/IOT-AC630N

# ADC使用说明

## 功能说明

蓝牙芯片有2种ADC，一种是普通多通道10bit ADC，一种是音频mic单通道16bit LADC。

- 普通ADC => 无DMA，单次采样单通道，带校准带参考电压，ADC采样值可以换算成绝对电压值。

- 音频LADC => 支持DMA连续采样，无参考电压，一般用作交流变化量的采样使用。(本文档不进一步说明)

普通ADC外设说明：

- 量程电压 => 强VDDIO的电压值，满值ADC值：0x3FFL对应芯片的VDDIO电压值。
  					  					 	        强VDDIO设置为VDDIOM_VOL_32V，即3.2V，那能测量的范围就是0V-3.2V。
                 强VDDIO设置为VDDIOM_VOL_30V，即3.0V，那能测量的范围就是0V-3.0V。
- 参考电压 => LDOREF电压，芯片内部的固定幅值参考电压。(生产会存在一定的离散)
- 校准值 => 芯片出产校准值，get_vbg_trim()，校准芯片LDOREF电压的偏差值。

ADC通道说明：

- 芯片内部通道 => 芯片内部某些外设或结构电路，会预留有ADC通道，连接到ADC外设，用于芯片内部模块的自校准。
- 外部通道GPIO引脚 => 引脚是否具有ADC功能，是固定的，软件无法映射的。设计板子注意引脚功能。

## 接口说明

SDK有专门的接口文件 adc_api.c 和adc_api.h

程序在开机的时候，必须要调用 adc_init()， **不要调整SDK此函数的调用位置** ，建议客户关于案子的其他功能，都要放到此函数之后。

adc的使用方式，SDK预留了2种方式：

- 注册定时采样 => u32 adc_add_sample_ch(u32 ch); 
                                             在定时器中断函数里，定时轮询所有的注册通道。注册的通道越多，轮询的时间越长。
                                             usr_timer_add(NULL, adc_scan, 10, 0); 此语句即每10ms切换下一个通道采样。
- 独占式立即采样 => adc_enter_occupy_mode(); adc_occupy_run(); adc_exit_occupy_mode(); 
                                                                立即采样需要打断定时轮询的操作。立即采样当前设置的通道。
                                                               一般用于采样频率高，电压变化快，采样时刻短的场景。

## 寄存器说明

```c
typedef struct {
    __RW __u32 CON; //可参考用户手册说明,公版SDK初始化的ADC采样时钟不高，采样一次大概耗时66us，理论最高可做到2us采样一次。
    __RO __u32 RES; //此寄存器只读，低10bit有效而已
} JL_ADC_TypeDef;
#define JL_ADC_BASE                     (ls_base + map_adr(0x31, 0x00))
#define JL_ADC                          ((JL_ADC_TypeDef       *)JL_ADC_BASE)
```

## 使用范例

注册定时采样

```c
u32 gpio = IO_PORTA_01;//指定IO，要和ADC通道对应上
gpio_set_pull_down(gpio, 0);//看需求是否需要开内部下拉，会有20%的误差，不同芯片理论电阻值不一样，看规格书说明
gpio_set_pull_up(gpio, 0);//看需求是否需要开内部上拉，会有20%的误差，不同芯片理论电阻值不一样，看规格书说明
gpio_set_die(gpio, 0);//模拟态
gpio_set_dieh(port, 0);//模拟态
gpio_set_direction(gpio, 1);//输入态
u32 ch = AD_CH_PA1; ///指定ADC通道，要和GPIO对应上
adc_add_sample_ch(ch);
#define CH_SAMPLE_FREQ    1000 //ms
adc_set_sample_freq(ch, CH_SAMPLE_FREQ);//设置固定的采样频率，一般不设置，就是最高的轮询时间

u32 adc = adc_get_value(ch); //！！！切记，不建议用adc值做判断，不同的VDDIO电压adc值是不一样！！！
u32 voltage = adc_get_voltage(ch);//一定要用带校准值换算的接口，电压值才是准确的
```

独占式立即采样

```c
u32 io_adc_check(u8 port, u8 ch) //耗时250us
{
    log_info("%s[%d %d]", __func__, port, ch);
    u32 adc_value = 0;
    u32 voltage = 0;
    gpio_set_die(port, 0);//模拟态
    gpio_set_dieh(port, 0);//模拟态
    gpio_set_direction(port, 1);//输入态
    gpio_set_pull_down(port, 0);
    gpio_set_pull_up(port, 0);
    adc_enter_occupy_mode(ch); //!!!注意此函数有bug，不一定会进入独占模式
    // 参考下面说明优化 while(adc_enter_occupy_mode(ch));
    adc_value = adc_occupy_run();
    adc_exit_occupy_mode();
    voltage = adc_value_to_voltage(adc_get_value(AD_CH_LDOREF), adc_value);
    log_info("%s[0x%08x %d]", __func__, adc_value, voltage);
    return voltage;
}
u32 voltage = io_adc_check(IO_PORTA_01, AD_CH_PA1);
```

```c
//公版SDK独占模式adc采样的bug优化
int adc_enter_occupy_mode(u32 ch) //此函数改成带返回值
{
    if (JL_ADC->CON & BIT(4)) {
        return 1;
    }
    adc_queue[ADC_MAX_CH].ch = ch;
    cur_ch_value = adc_sample(ch);
    return 0;
}
while(adc_enter_occupy_mode(ch)); //调用方式改成while死等adc中断释放adc外设，其他语句不变
```

抢占式快速采样立即采样

```c
static volatile u8 is_break = 0;
void adc_scan(void *priv)
{
    static u8 adc_sample_flag = 0;
    if (adc_queue[ADC_MAX_CH].ch != -1) {   //occupy mode
        return;
    }
    if (JL_ADC->CON & BIT(4)) {
        return ;
    }
    if(is_break){ // 添加此段代码 start
        adc_sample(adc_queue[cur_ch].ch);
        is_break = 0;
        return;
    }             // 添加此段代码 end
    if (adc_sample_flag) {
    ......
}
AT_VOLATILE_RAM_CODE
u32 adc_fast_sample(u32 ch) //96M频率耗时1us-2us之间
{
    /* printf("%s[%d 0x%x]", __func__, clk_get("lsb"), ch); */
    u16 adc_value = 0;
    /* local_irq_disable(); */
    is_break = 1; //打断原先未采样完的通道，adc_scan需要重新设置采样
    adc_queue[ADC_MAX_CH].ch = ch;
    JL_ADC->CON = BIT(6);
    JL_ADC->CON |= ((ch&0xf)<<8);//IO通道
    JL_ADC->CON |= ((0x0<<12)|BIT(4)|BIT(3)|(0b000));//lsb 1分频
    JL_ADC->CON |= BIT(6);
    while ((JL_ADC->CON & BIT(7)) == 0);
    adc_value = JL_ADC->RES;
    JL_ADC->CON = BIT(6);
    adc_queue[ADC_MAX_CH].ch = -1;
    /* local_irq_enable(); */
    return adc_value;
}
```

## GPIO-ADC检测外围电压不准

检查步骤：

- 打印芯片的trim值

```c
  printf("vbat_trim:%d...vbg_trim:%d", get_vbat_trim(), get_vbg_trim());
  ```

如果vbg_trim为63，那芯片没有校准过，要么换芯片，要么只能用1拖2烧录器烧录。

- 注册定时器一直实时打印GPIO的寄存器值

```c
  JL_PORT_FLASH_TypeDef *PORT = JL_PORTA; //指定组口
  u8 bit = 0; //指定位口，组合起来，即 PA0 == IO_PORTA_00
  printf("port:DIR-%d,PU-%d,PD-%d,DIE-%d,DIEH-%d,HD0-%d,HD-%d,OUT-%d,IN-%d\n",
      (PORT->DIR &BIT(bit))?1:0,
      (PORT->PU  &BIT(bit))?1:0,
      (PORT->PD  &BIT(bit))?1:0,
      (PORT->DIE &BIT(bit))?1:0,
      (PORT->DIEH&BIT(bit))?1:0,
      (PORT->HD0 &BIT(bit))?1:0,
      (PORT->HD  &BIT(bit))?1:0,
      (PORT->OUT &BIT(bit))?1:0,
      (PORT->IN  &BIT(bit))?1:0
   );
  ```

打印值必须为：port:DIR-1, PU-0, PD-0, DIE-0, DIEH-0

- 检查硬件

量VDDIO的电压，是否有抖动，纹波，与软件设置值是否接近。

量芯片所有IO的电压，是否有接入高于VDDIO的电压，这种会倒灌进VDDIO，导致VDDIO被抬升。

- 检查LDORFF的ADC值

```c
  void _adc_init(u32 sys_lvd_en)
  {
    	......
  		adc_sample(AD_CH_LDOREF); //开机必须先检测一次内部参考电压
      printf("vbg_adc_value = %d\n", adc_value_avg(vbg_value_array));
    	//不同的VDDIO，此值是不一样的，单一看这个值，看不出对错的。
      //只能用来对比，比较不同板子，不同芯片，多次开机，不同电源供电时，打印的值是否接近。
    
      adc_add_sample_ch(AD_CH_LDOREF); ///注册定时扫描内部参考电压
      adc_set_sample_freq(AD_CH_LDOREF, 100);//扫描周期，若供电电压变化大，可缩小时间
  }
  
  u32 adc_vbg = adc_get_value(AD_CH_LDOREF);
  //可注册定时器，实时打印这个值，看调节供电电压，此值是否会有变化，有变化才是对的
  //对比与开机初始化的值，是否一致。
  ```

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