采用RK2206芯片的ADC按鍵設(shè)計 含ADC驅(qū)動程序設(shè)計

　　一、簡介

　　在嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)中，按鍵板的設(shè)計是最基本的，也是項目評估階段必須要考慮的問題。其實現(xiàn)方式有很多種，具體使用那一種就需要結(jié)合可用IO數(shù)量，并綜合考慮成本，做出最終選擇。傳統(tǒng)的按鍵檢測方法是一個按鍵對應(yīng)一個GPIO口，進(jìn)行高低電平輸入檢測?？墒窃贕PIO口緊缺的情況下，不得不需要一個有效的解決方案，其中ADC檢測實現(xiàn)按鍵功能是一種相對有效的解決方案。

　　ADC檢測實現(xiàn)簡單實用的按鍵方法：僅需要一個ADC和若干個電阻就可實現(xiàn)多個按鍵的輸入檢測。工作原理：按下按鍵時，通過電阻分壓得到不同的電壓值，ADC采集在各個范圍內(nèi)的值來判定是哪個按鍵按下。

　　本文采用RK2206芯片自帶的逐次逼近寄存器型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Successive-Approximation Analog to Digital Converter)，是一種常用的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其較低的功耗表現(xiàn)，不錯的轉(zhuǎn)換速率，在有低功耗要求(可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng))的數(shù)據(jù)采集場景下廣泛應(yīng)用。

　　二、硬件電路設(shè)計

　　ADC檢測實現(xiàn)簡單實用的按鍵方法：僅需要一個ADC和若干個電阻就可實現(xiàn)多個按鍵的輸入檢測。工作原理：按下按鍵時，通過電阻分壓得到不同的電壓值，ADC采集在各個范圍內(nèi)的值來判定是哪個按鍵按下。

　　模塊整體硬件電路如下圖所示，電路中包含了1根ADC引腳和4個按鍵。

?

　　圖1 硬件電路圖

　　其中，4個按鍵分別連接不同的電阻。當(dāng)按鍵按下時，USER_KEY_ADC檢測到不同的電壓。具體如下所示：

　　表1 按鍵對應(yīng)電壓表

?

　　USER_KEY_ADC引腳連接到RK2206芯片的GPIO0_C5，如下圖所示：

?

　　圖2 USER_KEY_ADC引腳的硬件電路圖

　　三、ADC接口

　　ADC相應(yīng)接口頭文件在：

　　/device/rockchip/rk2206/adapter/include/lz_hardware.h

　　RK2206芯片提供以下兩大類接口：

　　(1)初始化、銷毀ADC;

　　(2)ADC讀操作。

　　具體接口如PPT所示。以下我們詳細(xì)講解這些接口。

　　(1)LzSaradcInit

　　該函數(shù)主要功能是SARADC設(shè)備初始化。

　　int LzSaradcInit(void);

　　成功返回LZ_HARDWARE_SUCCESS, 其余為失敗。

　　(2)LzSaradcDeinit

　　該函數(shù)主要功能是SARADC設(shè)備釋放。

　　int LzSaradcDeinit(void);

　　成功返回LZ_HARDWARE_SUCCESS, 其余為失敗。

　　(3)LzSaradcReadValue

　　該函數(shù)主要功能是SARADC設(shè)備讀取。

　　int LzSaradcReadValue(unsigned int chn, unsigned int *val);

　　參數(shù)chn：ADC通道id;

　　參數(shù)val：讀取值。

　　成功返回LZ_HARDWARE_SUCCESS, 其余為失敗。

　　四、程序設(shè)計

　　ADC按鍵程序每1秒通過GPIO0_PC5讀取一次按鍵電壓，通過電壓數(shù)值判斷當(dāng)前是哪個按鍵被按下，并打印出該按鍵名稱。

　　如圖所示為ADC按鍵主程序流程圖，開機LiteOS系統(tǒng)初始化后，進(jìn)入主程序先初始化ADC設(shè)備。程序進(jìn)入主循環(huán)，1秒獲取一次ADC采樣電壓，判斷：

　　(1)采樣電壓在0.00~0.11V之間，則當(dāng)前是按下Key1，打印Key1;

　　(2)采樣電壓在0.45~0.65V之間，則當(dāng)前是按下Key2，打印Key2;

　　(3)采樣電壓在0.90~1.1V之間，則當(dāng)前是按下Key3，打印Key3;

　　(4)采樣電壓在1.55~1.75V之間，則當(dāng)前是按下Key4，打印Key4;

　　(5)當(dāng)前無按鍵。

?

　　圖3　主程序流程圖

void adc_process()
{
    float voltage;

    /* 初始化adc設(shè)備 */
    adc_dev_init();
    
    while (1)
    {
        printf("***************Adc Example*************\r\n");
        /*獲取電壓值*/
        voltage = adc_get_voltage();
        printf("vlt:%.3fV\n", voltage);

        if ((0.11 >= voltage) && (voltage >= 0.00))
        {
            printf("\tKey1\n");
        }
        else if ((0.65 >= voltage) && (voltage >= 0.45))
        {
            printf("\tKey2\n");
        }
        else if ((1.1 >= voltage) && (voltage >= 0.9))
        {
            printf("\tKey3\n");
        }
        else if ((1.75 >= voltage) && (voltage >= 1.55))
        {
            printf("\tKey4\n");
        }

        /* 睡眠1秒 */
        LOS_Msleep(1000);
    }
}?

　　ADC初始化程序主要分為ADC初始化和配置ADC參考電壓為外部電壓兩部分：

static unsigned int adc_dev_init()
{
    unsigned int ret = 0;
    uint32_t *pGrfSocCon29 = (uint32_t *)(0x41050000U + 0x274U);
    uint32_t ulValue;

    ret = DevIoInit(m_adcKey);
    if (ret != LZ_HARDWARE_SUCCESS)
    {
        printf("%s, %s, %d: ADC Key IO Init fail\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
        return __LINE__;
    }
    ret = LzSaradcInit();
    if (ret != LZ_HARDWARE_SUCCESS) {
        printf("%s, %s, %d: ADC Init fail\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
        return __LINE__;
}

    /* 設(shè)置saradc的電壓信號，選擇AVDD */
    ulValue = *pGrfSocCon29;
    ulValue &= ~(0x1 << 4);
    ulValue |= ((0x1 << 4) << 16);
    *pGrfSocCon29 = ulValue;
    
    return 0;
}?

　　RK2206芯片采用一種逐次逼近寄存器型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Successive-Approximation Analog to Digital Converter)，是一種常用的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其較低的功耗表現(xiàn)，還不錯的轉(zhuǎn)換速率，在有低功耗要求(可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng))的數(shù)據(jù)采集場景下廣泛應(yīng)用。該ADC采用10bit采樣，最高電壓為3.3V。簡而言之，ADC采樣讀取的數(shù)據(jù)，bit[0~9]有效，且最高數(shù)值0x400(即1024)代表實際電壓差3.3V，也就是說1個數(shù)值等于3.3V / 1024 = 0.003222V。

static float adc_get_voltage()
{
    unsigned int ret = LZ_HARDWARE_SUCCESS;
    unsigned int data = 0;

    ret = LzSaradcReadValue(ADC_CHANNEL, &data);
    if (ret != LZ_HARDWARE_SUCCESS)
    {
        printf("%s, %s, %d: ADC Read Fail\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
        return 0.0;
}

return (float)(data * 3.3 / 1024.0);
}

　　五、編譯過程

　　1、打開sdk下面路徑的文件

　　/vendor/lockzhiner/rk2206/samples/b1_adc/adc_example.c

　　注意：Gitee上的ADC案例為通用案例，請大家根據(jù)上述的需求修改相關(guān)源代碼。

　　2、修改編譯腳本

　　修改 vendor/lockzhiner/rk2206/sample 路徑下 BUILD.gn 文件，指定 adc_example 參與編譯。

　　“./b0_adc:adc_example”,

　　修改 device/lockzhiner/rk2206/sdk_liteos 路徑下 Makefile 文件，添加 -ladc_example 參與編譯。

　　hardware_LIBS = -lhal_iothardware -lhardware -ladc_example

　　3、編譯固件

hb set -root .
hb set
hb build -f

　　4、燒寫固件

　　5、通過串口查看結(jié)果

　　運行結(jié)果

***************Adc Example*************
vlt:3.297V
***************Adc Example*************
vlt:3.297V
***************Adc Example*************
vlt:3.297V
***************Adc Example*************
vlt:3.297V
***************Adc Example*************
vlt:3.297V
***************Adc Example*************
vlt:3.297V
……

　　好了，今天的課程就到這里，更多技術(shù)干貨請關(guān)注福州市凌睿智捷電子有限公司(凌智電子)，持續(xù)更新中…

　　審核編輯：湯梓紅