Continuous Mode

该示例通过使用 ADC 连续采样模式进行电压检测，示例中还可以通过修改配置用于控制是否使用 GDMA 进行数据搬运。

在连续采样模式下，ADC 的采样数据默认存放在 ADC FIFO 中。若使用 GDMA 搬运功能，GDMA 将数据从 ADC FIFO 搬运至内存中。

用户可以通过不同的宏配置改变示例中 ADC 通道的采样模式，输入电压范围等信息，具体宏配置详见 配置选项。

环境需求

该示例的环境需求，可参考 环境需求。

硬件连线

使用杜邦线短接 P2_4 和外部输入电压。

配置选项

1. 可配置如下宏修改是否使用 GDMA 搬运 ADC FIFO 数据。 1 表示使用 GDMA， 0 表示不使用 GDMA。

   #define ADC_CONFIG_GDMA_MODE_EN             0                   /*< Set this macro to configure whether to use GDMA for transferring ADC FIFO data. */
   

2. 可配置如下宏修改 ADC 输入电压范围。

   #define ADC_DIVIDE_MODE                     1                   /*< Divide Mode, input voltage range is 0V~Vbat. */
   #define ADC_BYPASS_MODE                     0                   /*< Bypass Mode, input voltage range is 0V~0.9V. */
   
   #define ADC_MODE_DIVIDE_OR_BYPASS           ADC_DIVIDE_MODE     /*< Set this macro to select the ADC input voltage range. */
   

3. 可配置如下宏修改引脚定义。

   #define ADC_SAMPLE_PIN_0                    P2_4
   #define ADC_SAMPLE_CHANNEL_0                ADC_Channel_Index_4
   

4. 可配置如下宏修改 GDMA 通道相关配置。

   // Set the following macros to modify the ADC GDMA Channel configurations.
   #define ADC_GDMA_CHANNEL_NUM                0
   #define ADC_GDMA_Channel                    GDMA_Channel0
   #define ADC_GDMA_Channel_IRQn               GDMA0_Channel0_IRQn
   #define ADC_GDMA_Channel_Handler            GDMA0_Channel0_Handler
   

5. 可配置如下宏修改 ADC GDMA 数据传输长度。

   #define GDMA_TRANSFER_SIZE                  100                       /*< Set this macro to modify the transfer size. */
   

6. 可配置如下宏修改 ADC 连续采样模式的采样时间。

   #define ADC_CONTINUOUS_SAMPLE_PERIOD        (200-1)//20us             /*< Set this macro to modify the ADC sample period. */
   

编译和下载

该示例的编译和下载流程，可参考 编译和下载。

测试验证

1. EVB 启动后，在 Debug Analyzer 工具内观察 log。

   Start ADC Continuous Mode test !
   

2. ADC 初始化配置：

   1. 若 ADC_MODE_DIVIDE_OR_BYPASS 配置为 ADC_DIVIDE_MODE ，则会打印如下 log：

      [ADC]ADC sample mode is divide mode !
      

   2. 若 ADC_MODE_DIVIDE_OR_BYPASS 配置为 ADC_BYPASS_MODE ，则会打印如下 log：

      [ADC]ADC sample mode is bypass mode !
      

3. 初始化完成后 ADC 开始采样。当 ADC FIFO 内数据达到阈值时，会触发 ADC 中断。当 GDMA 搬运的数据达到设定值时，会触发 GDMA 中断。在中断函数内打印采样得到的 raw data 和转换后的电压值。

   [io_adc]io_adc_voltage_calculate: ADC rawdata_0 = xxx, voltage_0 = xxxmV
   [io_adc]io_adc_voltage_calculate: ADC rawdata_1 = xxx, voltage_1 = xxxmV
   ...
   

4. 若 ADC FIFO 溢出，则会触发 ADC_INT_FIFO_OVERFLOW 中断，log 打印相关信息。

   ADC_INT_FIFO_OVERFLOW
   

5. 如果 ADC FIFO 为空时读取数据，则会触发 ADC_INT_FIFO_RD_ERR 中断，log 打印相关信息。

   ADC_INT_FIFO_RD_ERR
   

代码介绍

该章节主要介绍示例中的初始化和相应功能实现的代码和流程说明。

源码路径

工程文件和源码路径如下：

• 工程路径: sdk\samples\peripheral\adc\continuous_gdma\proj

• 源码路径: sdk\samples\peripheral\adc\continuous_gdma\src

初始化

外设的初始化流程可参考 General Introduction 中的 初始化流程 部分。

1. 调用 Pad_Config() 与 Pinmux_Config()，配置对应引脚的 PAD 和 PINMUX。注意需要配置 PAD 为 Shutdown 模式，防止漏电。

   void board_adc_init(void)
   {
       Pad_Config(ADC_SAMPLE_PIN_0, PAD_SW_MODE, PAD_NOT_PWRON, PAD_PULL_NONE, PAD_OUT_DISABLE, PAD_OUT_LOW);
   }
   

2. 调用 RCC_PeriphClockCmd()，开启 ADC 时钟。

3. 对 ADC 外设进行初始化：

   1. 定义 ADC_InitTypeDef 类型 ADC_InitStruct，调用 ADC_StructInit() 将 ADC_InitStruct 预填默认值。

   2. 根据需求修改 ADC_InitStruct 参数，当 ADC_CONFIG_GDMA_MODE_EN 配置为不同值时，初始化配置会有所不同。ADC 的初始化参数配置如下表。

   3. 调用 ADC_Init()，初始化 ADC 外设。

ADC 初始化参数

ADC Hardware Parameters	Setting in the ADC_InitStruct	ADC_CONFIG_GDMA_MODE_EN=0	ADC_CONFIG_GDMA_MODE_EN=1
Sample Time	ADC_InitTypeDef::ADC_SampleTime	199	199
Schedule Index	ADC_InitTypeDef::ADC_SchIndex	Index 0 is set to EXT_SINGLE_ENDED(4)	Index 0 is set to EXT_SINGLE_ENDED(4)
Bit Map	ADC_InitTypeDef::ADC_Bitmap	0x01	0x01
Data Write to FIFO	ADC_InitTypeDef::ADC_DataWriteToFifo	ENABLE	ENABLE
ADC Water Level	ADC_InitTypeDef::ADC_WaterLevel	-	4
FIFO Threshold Level	ADC_InitTypeDef::ADC_FifoThdLevel	16	-
Power Always On	ADC_InitTypeDef::ADC_PowerAlwaysOnEn	ENABLE	ENABLE

4. 若 ADC_MODE_DIVIDE_OR_BYPASS 配置为 ADC_BYPASS_MODE，需要调用函数 ADC_BypassCmd() 开启对应引脚的 Bypass 模式。

5. 调用 ADC_INTConfig()，配置 ADC 中断和 NVIC。NVIC 相关配置可参考 中断配置。

   1. 若 ADC_CONFIG_GDMA_MODE_EN 配置为 0，配置 ADC FIFO 达到阈值中断 ADC_INT_FIFO_THD。

   2. 若 ADC_CONFIG_GDMA_MODE_EN 配置为 1，配置 ADC FIFO 溢出中断 ADC_INT_FIFO_OVERFLOW 和 ADC FIFO 读错误中断 ADC_INT_FIFO_RD_ERR。

6. 在 ADC 开始采样前，必须调用 ADC_CalibrationInit() 进行 ADC 电压校准。若返回值为 false，则代表该 IC 未经校验，无法正确转换电压值，但仍可读到 raw data。

7. 若 ADC_CONFIG_GDMA_MODE_EN 配置为 1，则需要初始化 GDMA 外设：

   1. 定义 GDMA_InitTypeDef 类型 GDMA_InitStruct，调用 GDMA_StructInit() 将 GDMA_InitStruct 预填默认值。

   2. 根据需求修改 GDMA_InitStruct 参数。GDMA 通道的初始化参数配置如下表。调用 GDMA_Init()，初始化 GDMA 外设。

   3. 配置 GDMA 总传输完成中断 GDMA_INT_Transfer 和 NVIC。NVIC 相关配置可参考 中断配置。

   4. 调用 GDMA_Cmd() 使能对应 GDMA 通道传输。

GDMA 初始化参数

GDMA Hardware Parameters	Setting in the GDMA_InitStruct	GDMA Channel
Channel Num	GDMA_InitTypeDef::GDMA_ChannelNum	0
Transfer Direction	GDMA_InitTypeDef::GDMA_DIR	GDMA_DIR_PeripheralToMemory
Buffer Size	GDMA_InitTypeDef::GDMA_BufferSize	100
Source Address Increment or Decrement	GDMA_InitTypeDef::GDMA_SourceInc	DMA_SourceInc_Fix
Destination Address Increment or Decrement	GDMA_InitTypeDef::GDMA_DestinationInc	DMA_DestinationInc_Inc
Source Data Size	GDMA_InitTypeDef::GDMA_SourceDataSize	GDMA_DataSize_HalfWord
Destination Data Size	GDMA_InitTypeDef::GDMA_DestinationDataSize	GDMA_DataSize_HalfWord
Source Burst Transaction Length	GDMA_InitTypeDef::GDMA_SourceMsize	GDMA_Msize_4
Destination Burst Transaction Length	GDMA_InitTypeDef::GDMA_DestinationMsize	GDMA_Msize_4
Source Address	GDMA_InitTypeDef::GDMA_SourceAddr	(&(ADC->ADC_FIFO_READ))
Destination Address	GDMA_InitTypeDef::GDMA_DestinationAddr	ADC_Recv_Buffer
Source Handshake	GDMA_InitTypeDef::GDMA_SourceHandshake	GDMA_Handshake_ADC_RX

功能实现

ADC 采样数据不使用 GDMA 搬运

当 ADC 采样数据不使用 GDMA 搬运时，连续模式采样的流程如图所示：

ADC 连续采样流程图（不使用 GDMA 搬运数据）

1. 在 ADC 采样前调用 ADC_ClearFIFO() 清空 ADC FIFO 内数据。

2. 调用 ADC_Cmd() ，开始 ADC 连续采样。

3. 当 FIFO 中的采样数据达到设定的阈值时，触发 ADC ADC_INT_FIFO_THD 中断，在中断函数内调用 ADC_GetFIFODataLen() 读取 FIFO 中数据长度；调用 ADC_ReadFIFOData() 函数读取 FIFO 内数据；调用 ADC_GetVoltage() 函数，输入对应采样模式，将采样数据转换为电压值。

4. 数据处理完毕后，调用 ADC_ClearFIFO() 清空 ADC FIFO 内数据。

   void SAR_ADC_Handler(void)
   {
       ...
       if (ADC_GetINTStatus(ADC, ADC_INT_FIFO_THD) == SET)
       {
           ADC_Cmd(ADC, ADC_CONTINUOUS_MODE, DISABLE);
   
           data_len = ADC_GetFIFODataLen(ADC);
           ADC_ReadFIFOData(ADC, sample_data, data_len);
   
           ADC_ClearFIFO(ADC);
           ADC_ClearINTPendingBit(ADC, ADC_INT_FIFO_THD);
   
           for (uint8_t i = 0; i < data_len; i++)
           {
               sample_voltage[i] = ADC_GetVoltage(DIVIDE_SINGLE_MODE, (int32_t)sample_data[i], &error_status);
               ...
           }
       }
       for (uint32_t i = 0; i < 1000000; i++) {};
       ADC_Cmd(ADC, ADC_CONTINUOUS_MODE, ENABLE);
   
   }
   

ADC 采样数据使用 GDMA 搬运

当 ADC 采样数据使用 GDMA 搬运时，连续模式采样的流程如图所示：

ADC 连续采样流程图（使用 GDMA 搬运数据）

1. 使能 GDMA 传输通道后，当 ADC FIFO 内采样数据达到设定的阈值时，会触发 GDMA 搬运，GDMA 将数据从 (&(ADC->ADC_FIFO_READ)) 搬运至 ADC_Recv_Buffer 。

2. 当 GDMA 数据传输完成后，触发 GDMA GDMA_INT_Transfer 中断。

   1. 在中断函数内首先调用 ADC_Cmd() 使能 ADC 连续采样模式，防止在中断处理过程中继续采样导致 ADC FIFO 溢出。

   2. 调用 ADC_GetVoltage() 函数，将采样数据转换为电压值。

   3. 重新使能 GDMA 的源地址、目的地址，重新使能 GDMA 传输。

   4. 调用 ADC_ClearFIFO() 清空 ADC FIFO 内数据，调用 ADC_Cmd() 重新使能 ADC 连续采样模式。

      void ADC_GDMA_Channel_Handler(void)
      {
          ADC_Cmd(ADC, ADC_CONTINUOUS_MODE, DISABLE);
          DBG_DIRECT("into ADC_GDMA_Channel_Handler");
          float sample_voltage = 0;
          ADC_ErrorStatus error_status = NO_ERROR;
      
          for (uint32_t i = 0; i < GDMA_TRANSFER_SIZE; i++)
          {
              uint16_t sample_data = ADC_Recv_Buffer[i];
              sample_voltage = ADC_GetVoltage(DIVIDE_SINGLE_MODE, (int32_t)sample_data, &error_status);
              ...
          }
      
          platform_delay_ms(1000);
      
          /* Restart dma and adc */
          GDMA_SetSourceAddress(ADC_GDMA_Channel, (uint32_t)(&(ADC->ADC_FIFO_READ)));
          GDMA_SetDestinationAddress(ADC_GDMA_Channel, (uint32_t)(ADC_Recv_Buffer));
          GDMA_SetBufferSize(ADC_GDMA_Channel, GDMA_TRANSFER_SIZE);
          GDMA_ClearINTPendingBit(ADC_GDMA_CHANNEL_NUM, GDMA_INT_Transfer);
          GDMA_Cmd(ADC_GDMA_CHANNEL_NUM, ENABLE);
      
          ADC_ClearFIFO(ADC);
          ADC_Cmd(ADC, ADC_CONTINUOUS_MODE, ENABLE);
      
      }
      

3. 当 ADC FIFO 溢出时，触发 ADC_INT_FIFO_OVERFLOW 中断，在 ADC 中断函数内清空 ADC FIFO 数据，并打印相关信息。

   void SAR_ADC_Handler(void)
   {
       if (ADC_GetINTStatus(ADC, ADC_INT_FIFO_RD_ERR) == SET)
       {
           DBG_DIRECT("ADC_INT_FIFO_RD_ERR!");
           ADC_ClearINTPendingBit(ADC, ADC_INT_FIFO_RD_ERR);
       }
       if (ADC_GetINTStatus(ADC, ADC_INT_FIFO_OVERFLOW) == SET)
       {
           ADC_WriteFIFOCmd(ADC, DISABLE);
           DBG_DIRECT("ADC_INT_FIFO_OVERFLOW");
   
           ADC_ClearFIFO(ADC);
           ADC_WriteFIFOCmd(ADC, ENABLE);
           ADC_ClearINTPendingBit(ADC, ADC_INT_FIFO_OVERFLOW);
       }
   }