基于AVR XMEGA-A3BU Xplained控制器的Wifi小车制作(9)---AD

独活草

       昨晚偶翻看宏晶公司的STC89C51的资料PDF,发现上面说STC89C51芯片自带有AD转换器，即它的P1口可以设定工作在ADC模式，很惊奇！ 依稀记得大二上单片机课程时老师说ATMEL 89S51芯片内部没有AD,如果需要ADC就要另外扩展ADC的电路。以前吧，我很怕接触AD,觉得模拟传感器稳定性很差，精度也不高，还要自己去设定转换量化规则，所以一直都避免使用模拟传感器，也就不用去考虑ADC,然后怀着兴趣去看完了 PDF,发现原来ADC没有我想象的那么难。
        当然我知道 XMEGA-A3BU Xplained板子上自带有ADC, 共有16路 ，PA 、PB 都可用作ADC，可是官方文件说ADC的精度只有12位，共有16路，PA0-PA7，PB0-PB7,为什么不把精度做成16位？ 难道是PA0-PA6,PB0-PB3,这样就有12位的精度了？  不懂！欢迎高手朋友一起探讨
          迫不及待打开ASF 看看官方给出的关于ADC的代码哈：
方法还是跟上篇写的一样，打开ASF Explorer  点击菜单项里的ASF Wizard  然后看到有ADC  ,选中添加 ，看到了DAC ,顺便也添加进去，哈哈
                                            
点开Quick Start Guide,看到官方给出代码：
#define MY_ADC            ADCA     //选择AD转化器  因为有ADCA (PA)    ADCB (PB)      
#define MY_ADC_CH     ADC_CH0

static void adc_init(void)
{
     struct adc_config adc_conf;
     struct adc_channel_config adcch_conf;

     adc_read_configuration(&MY_ADC, &adc_conf);
     adcch_read_configuration(&MY_ADC, MY_ADC_CH, &adcch_conf);

     adc_set_conversion_parameters(&adc_conf, ADC_SIGN_OFF, ADC_RES_12,
             ADC_REF_BANDGAP);//配置转换模式 unsigned, 12-bit （转换精度），内部参考输入为1V
     adc_set_conversion_trigger(&adc_conf, ADC_TRIG_MANUAL, 1, 0);//转换器触发方式：手动触发
     adc_set_clock_rate(&adc_conf, 200000UL);

     adcch_set_input(&adcch_conf, ADCCH_POS_PIN0, ADCCH_NEG_NONE, 1);//设置为单端输入，即只能输入正电压，不能输入负电压

     adc_write_configuration(&MY_ADC, &adc_conf);
     adcch_write_configuration(&MY_ADC, MY_ADC_CH, &adcch_conf);
}
     到这里，我懂了上面的问题，官方说ADC的精度有12位，指的是PA0-PA7 PB0-PB7每一路都有12位的转换精度。厉害！
然后我又在想，为什么只把精度做到12位呢？ 做到20，30·····越多不是越好？也许ATMEL 公司会觉得精度做的越高，会不会越需要更多的计算量和计算时间。  突然想到进程的概念，如果CPU一直做比较运算，精度越高，需要算的位数越多，会浪费资源。
      再看怎样进行ADC的程序开发：
sysclk_init();
adc_init();
uint16_t result;//定义一个变量用来存储转换后的值

adc_enable(&MY_ADC);//使能ADC

adc_start_conversion(&MY_ADC, MY_ADC_CH);//开始转换
adc_wait_for_interrupt_flag(&MY_ADC, MY_ADC_CH);//检测转换完成标志位，如果转换完成了，下面就可以进行数据读取了

result = adc_get_result(&MY_ADC, MY_ADC_CH);
在工程文件中打开adc.h
找到
static inline void adc_wait_for_interrupt_flag(ADC_t *adc, uint8_t ch_mask)
{
do { } while (adc_get_interrupt_flag(adc, ch_mask) != ch_mask);
adc_clear_interrupt_flag(adc, ch_mask);
}
在这个函数里，首先是检测转换完成标志位，如果转换完成了，该位为1，然后就把该位置0，否则就一直等待检测，好霸气的语句！
       发现ADC的编程也是有步骤的，前提是把PA口接上模拟的传感器。初始化，设定转换模式（转换精度（官方给出了8位、12位两种选择），参考值），使能，转换，判断检测，读取。觉得其中最有兴趣的应该是采样--转换--量化。
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       还是跟之前的方法一样，打开ASF Explorer 点击菜单项里的ASF Wizard 然后看到有
                          
查看了A3BU Xplained板子的硬件手册，找到这款128*32 像素的LCD的型号为ST7565R  ,然后就选中添加进去，
在ASF Wizard这里找传感器的资源库，有点小纠结，
                          
不知选择哪个？   先试着选择  Sensor Device Stack吧  。
打开工程文件里的sensor.h 文件，可以找到这句
typedef enum {
SENSOR_TYPE_UNKNOWN            = 0x0000, /**< Unknown or unspecified sensor */
SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER = 0x0001, /**< Single- or multi-axis * accelerometer */
SENSOR_TYPE_BAROMETER         = 0x0002, /**< Atmospheric air pressure */
SENSOR_TYPE_COMPASS             = 0x0004,  /**< Single- or multi-axis compass */
SENSOR_TYPE_GYROSCOPE        = 0x0008,  /**< Single- or multi-axis gyroscope */
SENSOR_TYPE_HUMIDITY            = 0x0010,  /**< Moisture or humidity sensor */
SENSOR_TYPE_LIGHT                  = 0x0020,  /**< Ambient light sensor */
SENSOR_TYPE_MAGNETIC           = 0x0040,  /**< Magnetic sensor */
SENSOR_TYPE_PRESSURE          = 0x0080,  /**< Pressure sensor */
SENSOR_TYPE_PROXIMITY         = 0x0100,  /**< Proximity sensor */
SENSOR_TYPE_TEMPERATURE   = 0x0200,  /**< Single-function temperature */
SENSOR_TYPE_VOLTAGE            = 0x0400   /**< Single-function voltage */
} sensor_type_t;
看到这里我头都大了，点开ASF Explorer 里上面添加进的 Sensor Device Stack
                                 
发现跟之前用的很爽的ADC指导教程不一样了，没有类似的Quick Start Guide.而且那些给出的Sensors Drivers 根本点不开，也就找不到对应的NTC传感器的相关操作函数。
我估计在ASF，把传感器作为一种事件管理机制，首先是配置传感器类型，然后就是触发，然后就是启动ADC，进行相应的转换，读取值。感觉ASF里把传感器这一资源库做得好宏伟---吐槽一下，感觉过于复杂了，功能过多，让人眼花缭乱。
点开Sensor Device Stack里的 API Documentation  呆了，Sensor 里面的水很深！
       又翻看在第5帖中建立的工程，找到文件里的ntc_sensor.h  和 ntc_sensor.c    （很奇怪为啥我在现在的工程中添加的Sensor资源库中木有找到这样的两个文件。）
       打开  ntc_sensor.c
#include "stdio.h"
#include "adc_sensors.h"
#include "sysfont.h"
#include "ntc_sensor.h"
void ntc_sensor_application(void)
{
     struct gfx_mono_bitmap tempscale;// Bitmap to hold the actual thermometer image用于显示温度值的位图   

  char temperature_string[15];   // String to hold the converted temperature reading

  uint8_t temp_scale;// Variable to hold the image thermometer scale

int16_t temperature; // Variable for holding the actual temperature in Celsius

  ntc_measure();// Initiate a temperature sensor reading

  tempscale.type = GFX_MONO_BITMAP_RAM;// Struct for holding the temperature scale background

tempscale.width = 6;
tempscale.height = 32;
tempscale.data.pixmap = tempscale_data;
  gfx_mono_draw_rect(0, 0, 128, 32, GFX_PIXEL_SET);// Screen border

  gfx_mono_draw_filled_rect(1, 1, 126, 30, GFX_PIXEL_CLR);// Clear screen

gfx_mono_draw_progmem_string((char PROGMEM_PTR_T)header, 27, 2, &sysfont); // Draw the header

// The NTC temperature application loop
while (1) {
   gfx_mono_put_bitmap(&tempscale, X_POS, 0); // Draw the thermometer

    while (!ntc_data_is_ready());// wait for NTC data to ready

  temperature = ntc_get_temperature(); // Read the temperature once the ADC reading is done

    ntc_measure();// Call a new reading while doing the rest of the calculations
    temp_scale = -0.36 * temperature + 20.25;// Convert the temperature into the thermometer scale
  if (temp_scale <= 0) {
      temp_scale = 0;
  }
  // Draw the scale element on top of the background temperature image
  gfx_mono_draw_filled_rect(X_POS + 2, 3, 2, temp_scale,
    GFX_PIXEL_CLR);
  snprintf(temperature_string, sizeof(temperature_string), "%3i Celsius",
    temperature);
  // Draw the Celsius string
  gfx_mono_draw_string(temperature_string, X_POS + 12, 13, &sysfont);
  // Convert the temperature to Fahrenheit
  temperature = temperature * 1.8 + 32;
  snprintf(temperature_string, sizeof(temperature_string),
    "%3i Fahrenheit", temperature);
  // Draw the Fahrenheit temperature string
  gfx_mono_draw_string(temperature_string, X_POS + 12, 21, &sysfont);
    }
}
}
上面的代码就很容易理解了，可以把新建一个工程，把上面的文件都拖进去，删去DEMO中关于keyboard 相关的操作语句，然后另外添加    adc_sensors.h  adc_sensors.c      bitmaps.h   bitmaps.c    sysfont.h  sysfont.c ，当然最重要的是asf.h  (这里面Include了关于显示屏的一些操作函数) 然后编译，就可以让显示屏一直显示当前的温度值了。