GD32E230 ADC：可调电阻、 joystick

GD32E230 系列只有 1 路 ADC，有如下特征：,

高达 2 MSPS
一共 12 路模拟通道
- 10 路外部通道（AIN0 - AIN9）
- 1 路内部温度传感器（AIN16）
- 1 路内部参考电压（AIN17）
可选分辨率：12-bit、10-bit、8-bit or 6-bit
支持模拟看门狗

转换通道选择，有 2 种方式：

规则组

规则组支持最多 16 通道，对于所使用的通道可以指定转换顺序，触发方式可以是硬件、软件，因为规则组数据寄存器只有一个，如果使用大于一个通道的话，就必须得配合 DMA，不然从数据寄存器读出来得始终是最后采样的那个通道得数据，
注入组

最多支持 4 通道，同样支持对所使用得通道指定转换顺序，支持硬件、软件触发，不过注入组有 4 个数据寄存器，注入组里面得每个通道都有对应得数据寄存器，

间断模式

规则组跟注入组都支持间断模式（Discontinuous mode），如果使用了间断模式，一次转换不是转换所使用的所有通道，详情如下：

规则

每次转换所使用得通道（ADC_RSQ0~ADC_RSQ2 中配置得通道）中的 n （n<=8 ）个通道，n 由DISNUM[2:0] bits 设定，然后继续转换规则组中的接下来的 n 个通道，直到规则组中的所有通道都转换完，如：

ADC_RSQ0 的 RL 为 8 ，意思是规则组中有 8 个通道，DISNUM 为 3，表示每次转换 3 个通道，没触发一次转换 3 通道，直到 8 个通道都完成转换

注入

每次转换注入组中的一个通道直到所有转换完成

模拟看门狗

GD32E230的 ADC 还有模拟看门狗的功能，该 ADC 有低阈值和高阈值寄存器，当 ADC 采样的值低于低阈值数值或者高于高阈值数值时，如果相应中断使能的话，会产生中断，

内部参考电压

该 ADC 有个内部参考电压，第 17 通道接到了这个内部参考电压，这电压是多少呢？一开始我以为是 VDD，可是我看 ADC 采集到参考电压对于 channal 的值不对，于是我查手册，可是，我找遍了 GD32E230 的 datasheet 跟参考手册 ADC 部分，都没提到这个值是多少，直到我在 datasheet 中搜关键词 reference ，发现了个线索：

然后我在 GD32E230 的参考手册 CMP 部分找到了：

翻遍手册，就发现这里有标明，我不知道这个参数重不重要，反正我找了下，找的好辛苦

读取可调电阻

这个模块有 3 个接口，一个接电源正极、一个接负极、还有一个输出，旋转旋钮时，输出口的电压会从电压正极到电源负极改变，

如果要知道旋转的时候，输出时多少该怎么做呢？

这里只需要一路 ADC 通道，可是使用 ADC 的连续采集功能，也可以使用一个定时器定时触发 ADC 采集，

具体要怎么实现呢？我看了下 SDK 给出的例程，里面有个 Timer_trigger_injected_channel 例子，从这里例子名字来看应该时满足这个需求：

看了下源码，里面实现了定时器 2 定时触发一个有 4 通道的注入组，我只要把这个历程改为 1 通道就可以满足我的需求了

把可变电阻器两端分别接到电源跟地，输出接到 GD32E230 的 PA0，对应 ADC 的 IN0。

为了方便查看运行结果，把这个例程往之前实现了串口输出的工程移植，

例子中，定时器部分先不变，修改 GPIO 跟 ADC 初始化部分，改为 1 通道：

/*!
    \brief      configure the GPIO peripheral
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
void gpio_config(void)
{
    /* config the GPIO as analog mode */
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0);
}
/*!
    \brief      configure the ADC peripheral
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
void adc_config(void)
{
    /* ADC continous function enable */
    adc_special_function_config(ADC_SCAN_MODE, ENABLE);
    /* ADC trigger config */
    adc_external_trigger_source_config(ADC_INSERTED_CHANNEL, ADC_EXTTRIG_INSERTED_T2_CH3); 
    /* ADC data alignment config */
    adc_data_alignment_config(ADC_DATAALIGN_RIGHT);
    /* ADC channel length config */
    adc_channel_length_config(ADC_INSERTED_CHANNEL, 1U);
 
    /* ADC inserted channel config */
    adc_inserted_channel_config(0U, ADC_CHANNEL_0, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);

    /* ADC external trigger enable */
    adc_external_trigger_config(ADC_INSERTED_CHANNEL, ENABLE);

    /* enable ADC interface */
    adc_enable();
    delay_1ms(1U);
    /* ADC calibration and reset calibration */
    adc_calibration_enable();
}

然后是读取转换结果，看了下例程，居然没有这部分内容，

自己把 ADC 中断部分加上，然后在中断读取转成的数值，把如下添加到 ADC 初始话函数：

		adc_interrupt_enable(ADC_INT_EOC);
		nvic_irq_enable(ADC_CMP_IRQn, 0U);

然后再中断处理函数中读取数值，这里只是通过串口输出 ADC 采集到的数值：

////////////////////////////////////////////////
/*   ADC   */
/*!
    \brief      this function handles ADC exception 
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
void ADC_CMP_IRQHandler(void)
{
    /* clear the ADC interrupt or status flag */
    adc_interrupt_flag_clear(ADC_INT_EOC);
	printf("%d\n",adc_inserted_data_read(ADC_INSERTED_CHANNEL_0));
}

运行结果为：

从结果来看好像不是太直观。

突然想起之前使用过一个串口调试工具-- SerialPlot，支持把接收到的数据用折线图（曲线图）显示出来，试了下，效果不错：

这部分完整代码在：main_adjust_res.c

游戏摇杆模块 Joystick

还有这么一个东西，跟可调电阻一样，不过这个有 2 个可调电阻组成，有 2 个模拟两输出，可以根据 2 个可调电阻输出的值反映摇杆的位置。我手上的长这样子：

这里尝试下规则组，根据 SDK 给出的 Regular_channel_with_DMA来修改。

分别把这 2 个模拟输出接到 PA0、PA1，对应 ADC 的 IN0、IN1，还是在之前实现了串口输出的工程里面该，修改下 ADC 初始化函数，实现 2 通道规则组：

/*!
    \brief      configure the GPIO peripheral
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
void gpio_config(void)
{
    /* config the GPIO as analog mode */
	gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 );
}

/*!
    \brief      configure the ADC peripheral
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
void adc_config(void)
{
    /* ADC contineous function enable */
    adc_special_function_config(ADC_SCAN_MODE, ENABLE);
	adc_special_function_config(ADC_CONTINUOUS_MODE, ENABLE);
    /* ADC trigger config */
    adc_external_trigger_source_config(ADC_REGULAR_CHANNEL, ADC_EXTTRIG_REGULAR_NONE); 
    /* ADC data alignment config */
    adc_data_alignment_config(ADC_DATAALIGN_RIGHT);
    /* ADC channel length config */
    adc_channel_length_config(ADC_REGULAR_CHANNEL, 2U);
 
    /* ADC regular channel config */
    adc_regular_channel_config(0U, ADC_CHANNEL_0, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
	adc_regular_channel_config(1U, ADC_CHANNEL_1, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
	
    adc_external_trigger_config(ADC_REGULAR_CHANNEL, ENABLE);

    /* enable ADC interface */
    adc_enable();
    delay_1ms(1U);
    /* ADC calibration and reset calibration */
    adc_calibration_enable();

    /* ADC DMA function enable */
    adc_dma_mode_enable();
    /* ADC software trigger enable */
    
    adc_interrupt_enable(ADC_INT_EOC);
    nvic_irq_enable(ADC_CMP_IRQn, 0U);    
    adc_software_trigger_enable(ADC_REGULAR_CHANNEL);
}

然后修改下 DMA 初始化部分：

uint16_t adc_value[2];
/*!
    \brief      configure the DMA peripheral
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
void dma_config(void)
{
    /* ADC_DMA_channel configuration */
    dma_parameter_struct dma_data_parameter;
    
    /* ADC DMA_channel configuration */
    dma_deinit(DMA_CH0);
    
    /* initialize DMA single data mode */
    dma_data_parameter.periph_addr  = (uint32_t)(&ADC_RDATA);
    dma_data_parameter.periph_inc   = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;
    dma_data_parameter.memory_addr  = (uint32_t)(&adc_value);
    dma_data_parameter.memory_inc   = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;
    dma_data_parameter.periph_width = DMA_PERIPHERAL_WIDTH_16BIT;
    dma_data_parameter.memory_width = DMA_MEMORY_WIDTH_16BIT;  
    dma_data_parameter.direction    = DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY;
    dma_data_parameter.number       = 2U;
    dma_data_parameter.priority     = DMA_PRIORITY_HIGH;
    dma_init(DMA_CH0, &dma_data_parameter);

    dma_circulation_enable(DMA_CH0);
  
    /* enable DMA channel */
    dma_channel_enable(DMA_CH0);
}

定义一个 2 个 uint16_t的数组用来存储转换出来的数据，

例程中使用了一个通道，这里使用 2 个通道，需要对例程中的 DMA 配置进行修改，改动部分如下：

   dma_data_parameter.memory_inc   = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;
   dma_data_parameter.number       = 2U;

转换结果还是通过串口输出：

void ADC_CMP_IRQHandler(void)
{
    /* clear the ADC interrupt or status flag */
    adc_interrupt_flag_clear(ADC_INT_EOC);
	printf("%d,%d\n",adc_value[0],adc_value[1]);
}

转换出来的数据在 SerialPlot 中用折线图显示出来为：

上图虽然可以直观的显示数据的变化，可是并不能反映摇杆的变化，有没有什么现成工具可以满足这个需求呢？

我没找到，不过可以自己做个，用 processing 很容易实现，这里我用 processing 实现了一个圆形随着采集到摇杆数据改变而改变位置的小程序，代码如下，：

import processing.serial.*;

int bgcolor;           // Background color
int fgcolor;           // Fill color
Serial myPort;                       // The serial port
int[] serialInArray = new int[3];    // Where we'll put what we receive
int serialCount = 0;                 // A count of how many bytes we receive
int xpos, ypos;                 // Starting position of the ball
boolean firstContact = false;        // Whether we've heard from the microcontroller

int lf = 10;      // ASCII linefeed
String inString;  // Input string from serial port

void setup() {
  size(512, 512);  // Stage size
  noStroke();      // No border on the next thing drawn

  // Set the starting position of the ball (middle of the stage)
  xpos = width/2;
  ypos = height/2;

  // Print a list of the serial ports, for debugging purposes:
  printArray(Serial.list());

  String portName = Serial.list()[0];
  myPort = new Serial(this, portName, 115200);
  myPort.bufferUntil(lf);

}

void draw() {
  background(255,255,255);
  fill(255,0,0);
  ellipse(xpos, ypos, 20, 20);
}

void serialEvent(Serial p) {
  inString = p.readString();
  //print(inString);
  String[] list = split(inString, ',');

  if(list.length >= 3)
  {
    for(int i=0;i<list.length;i++)
  //  print("["+ i + ":" + list[i] + "],");
    xpos = int(list[0]) / 8;
    ypos = int(list[1]) / 8;
    println(xpos + "," + ypos);
    
  // Draw the shape
  
  }
}

运行结果为：