【Autosar】MCAL - ADC（NXP

本文主要是介绍【Autosar】MCAL - ADC（NXP - S32K14x），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

MCAL - ADC（NXP - S32K14x）
- 1. 概述
- - 1.1 输入时钟
  - 1.2 数据转换
  - 1.3 触发方式
  - 1.4 触发模式
- 2. API
- 3. 配置介绍
- - 3.1 General
  - 3.2 AdcHwUnit
  - - 3.2.1 General
    - 3.2.2 AdcPdbSettings
    - 3.2.3 AdcChannel
    - 3.2.4 AdcGroup
    - - 3.2.3.1 General（通道组通用配置）
      - 3.2.3.2 AdcGroupNormalCobersionTimings（硬件平均值设置）
      - 3.2.3.3 AdcGroupDefinition
      - 3.2.3.4 AdcChannelDelay（触发延时时间）
  - 3.3 AdcInterrupt
  - 3.4 数据缓存（Single/Streaming）
  - - 3.4.1 Single
    - 3.4.2 Streaming
    - 3.4.3 buffer size 计算
  - 3.5 数据读取（ReadGroup / ReadStreaming）
  - - 3.5.1 ReadGroup
    - 3.5.2 ReadStreaming

MCAL - ADC（NXP - S32K14x）

MCAL - 汇总

配置工具：EB Tresos Studio
芯片类型：S32K146

1. 概述

ADC模块是将模拟信号（连续）转换成数字信号（离散）。MCU采集到的外部数据如温度、电压、电流等物理量是无法直接被CPU识别并处理的，因此要通过ADC模块将这些模拟信号转换成数字信号才能够被CPU处理。

S32K146的ADC模块如下图所示：

在这里插入图片描述

1.1 输入时钟

ADC模块可选的输入时钟有：SOSCDIV2_CLK、SIRCDIV2_CLK、FIRCDIV2_CLK、SPLLDIV2_CLK。

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1.2 数据转换

ADC模块通过采集通道获取采集的电压值，将该值与参考电压进行比较，通过转换模块转换成数字信号。比如参考电压是10V，采集电压是5V，采样精度为12bit（4096），那么转换后得到值为4096 / 10 * 5 = 2048。可选的采样精度有8bit、10bit、12bit。

1.3 触发方式

ADC模块的触发方式分为两种：软件触发、硬件触发。

在这里插入图片描述

软件触发是通过写ADCH寄存器触发转换。

硬件触发是通过其他模块对ADHWT输入脉冲来触发转换。S32K146芯片的默认硬件触发源是PDB模块。

1.4 触发模式

S32K14x ADC模块的触发逻辑如下：软件触发使用的也是PDB模块、硬件触发可以是PDB或者其他TRGMUX

ADC的触发模式有两种：单次触发、连续触发。

单次触发就是触发一次ADC转换后就结束，只会触发一次ADC中断。在NXP的ADC模块中，利用PDB（延时触发）实现单次触发，触发之后停止。

连续触发就是触发一次ADC转换，转换完成后继续触发下一次，当用户配置停止转换后才会结束。在NXP的ADC模块中，连续触发模式是利用PDB（延时触发）模块实现。PDB模块类似定时器，有一个设定值（MOD）和计数值（CNT），当计数值累计到设定值时，对ADHWT输出脉冲，触发ADC模块进行转换，当完成一次转换后触发ADC中断，在中断服务函数中对PDB模块的计数值清零，开始下一次延时触发。

以下为软件触发流程图：在Adc_Adc12bsarv2_UpdateSoftwareGroupState函数中可以找到触发后的处理逻辑。

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2. API

函数	描述
Adc_Init	ADC模块初始化
Adc_SetupResultBuffer	设置转换结果缓存区
Adc_DeInit	将ADC驱动模块恢复至默认状态
Adc_StartGroupConversion	打开通道组所有通道开始转换
Adc_StopGroupConversion	停止通道组所有通道转换
Adc_ReadGroup	获取通道组转换结果
Adc_EnableHardwareTrigger	使能ADC转换组为硬件触发方式
Adc_DisableHardwareTrigger	关闭ADC转换组为硬件触发方式
Adc_EnableGroupNotification	使能ADC转换通道组的事件通知
Adc_DisableGroupNotification	关闭ADC转换通道组的事件通知
Adc_GetGroupStatus	获取ADC转换通道组的状态
Adc_GetStreamLastPointer	获取结果缓存的最后指针
Adc_GetVersionInfo	获取ADC模块版本信息

3. 配置介绍

3.1 General

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Adc Hw Trigger API:硬件触发API

Adc StartStopGroup API:开始/停止转换API

Adc ReadGroup API:读取通道组转换结果

Adc Notification Capability:打开中断回调功能，勾选了以后才能触发中断回调

#if (ADC_GRP_NOTIF_CAPABILITY == STD_ON)
/* Implement user notification function if available */
Adc_Adc12bsarv2_HwSwCheckNotification(Group);
#endif /* (ADC_GRP_NOTIF_CAPABILITY == STD_ON) */

3.2 AdcHwUnit

硬件单元配置：S32K146有ADC0、ADC1，所以这里可以建两个配置。

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3.2.1 General

ADC硬件通用配置

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Adc Transfer Type:传输类型，可选的有DMA和Interrupt，DMA是直接绕过CPU将转换结果存到RAM；Interrput是触发ADC中断，然后用户读取转换结果。

Adc Voltage Reference Selection：参考电压选择，一般情况下都选VREFH_VREFL。

Adc Resolution:采样精度

3.2.2 AdcPdbSettings

PDB部分配置

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Adc Pdb Prescaler Divider Slect:PDB时钟预分频

Adc Pdb Multiplication Factor Select for Prescaler:乘法因子

上面这两个参数决定了PDB模块的时钟：PDB时钟 = SYS_CLK / (Prescaler Divider * Multiplication Factor)

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3.2.3 AdcChannel

采样通道配置：在这里新建采样通道，然后在AdcGroup中引用，一个group中可以统一管理多个channel。

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3.2.4 AdcGroup

3.2.3.1 General（通道组通用配置）

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Adc Group Access Mode:Buffer访问方式（单次/流）

Adc Group Conversion Mode:转换模式（连续\单次）

Adc Group Trigger Source:触发方式（硬件\软件）

Adc Group Notification:中断回调

Adc Group Streaming Buffer Mode:流模式Buffer模式（线性/回环）

Adc Group Streaming Number Samples:流模式采样个数

Adc Group In Back to Back Mode:

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Adc Group Without Interrupts:启动后不会触发ADC中断，结果只能通过Read_Group直接从寄存器读取（未启用情况下是中断触发后，先将数据读到buffer，调用Read_Group时从Buffer获取数据），启动后连续模式将有PDB实现（PDB可以配置成连续模式自动触发）。

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Adc Group Uses Channel Delays:启动延时转换

3.2.3.2 AdcGroupNormalCobersionTimings（硬件平均值设置）

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Adc Haedware Average Select:采样个数（采样N个值以后计算平均值后触发中断）

Adc Sample Time Duration:采样时间（N个ADC时钟周期，采样时间越长数据越精确）

Adc Clock Divide Select:ADC时钟分频

从下图可以知道如何计算ADC总的转换时间。

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3.2.3.3 AdcGroupDefinition

通过通道组统一操作通道，因此将需要的Channel添加到通道组中。

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3.2.3.4 AdcChannelDelay（触发延时时间）

PDB计时到后触发ADC进行转换。

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公式：延时时间 = SYS_CLK / (Prescaler * mult) * delay

3.3 AdcInterrupt

使能ADC中断

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3.4 数据缓存（Single/Streaming）

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3.4.1 Single

Single模式下，Buffer模式只能选择Liner，Streaming Number Samples只能设置为1，这种情况下理论上是采样完一次后就应该停止转换（看很多博主都是这样介绍），但是可以看到NXP如下的代码中，并不会去判断Single模式，所以在Single模式下会一直转换。实际配置完成后现象也是如此。

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3.4.2 Streaming

Liner：线性模式

Liner模式下，Streaming Number Samples配置为n，当采样次数达到n次后，停止转换。简而言之就是将buffer存满后，停止转换。

Circular：回环模式

Circular模式下，Streaming Number Samples配置为n，当采样次数达到n次后，从头开始覆盖。

3.4.3 buffer size 计算

在我们的程序中需要调用Adc_SetupResultBuffer设置结果缓存区，所以我们要合理的设置缓存区大小避免内存溢出。

buffer size = channer number（通道组中的通道数） * Streaming Number

3.5 数据读取（ReadGroup / ReadStreaming）

调用这两个函数都会重置采样个数。因此假如我配置的是循环、线性模式，在触发中断后采样数会重置，导致无法累计到采样停止转换，会一直循环。在线性模式下，采样个数要＞1会发生这种现象，因为中断先判断采样次数，发现已达上限，则停止，然后才是触发中断回调

 if (ADC_COMPLETED == Adc_aGroupStatus[Group].eConversion){Adc_aGroupStatus[Group].ResultIndex = 0U;  //下一次转换之前会判断这个值是否大于设定的采样个数/* ADC331 -- ADC222*/Adc_aGroupStatus[Group].eConversion = ADC_BUSY;}

效果如图所示，我配置的sample number为5，但是每次中断调用上述这两个函数后，会重置采样数，导致数据一直存在第一个缓存区里面，并且会一直循环。
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如果不调用这两个函数读取数据，单纯打印缓存区数据，如下图所示，数据会依顺序存入：

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3.5.1 ReadGroup

void ADC_Group0_Notification(void)
{uint16_t vbat = 0;printf("buffer:[1]%d\t[2]%d\t[3]%d\t[4]%d\t[5]%d\t\r\n", 	group0_result_buffer[0],group0_result_buffer[1],group0_result_buffer[2],group0_result_buffer[3],group0_result_buffer[4]);Adc_ReadGroup(0, &vbat);printf("current:%d\r\n", vbat);
}

3.5.2 ReadStreaming

void ADC_Group0_Notification(void)
{uint16_t *buffer[1] = {0};uint16_t sampleNum;printf("buffer:[1]%d\t[2]%d\t[3]%d\t[4]%d\t[5]%d\t\r\n", 	group0_result_buffer[0],group0_result_buffer[1],group0_result_buffer[2],group0_result_buffer[3],group0_result_buffer[4]);sampleNum = Adc_GetStreamLastPointer(0, buffer);printf("sampleNum:%d  current:%d\r\n", sampleNum, *buffer[0]);
}