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基于RT-Thread和N32G457的简易便捷式可调电压源

菜鸟
2022-04-21 09:40:09     打赏

作品出处:RT-Thread
作者:吉利咕噜
文章链接:https://bbs.21ic.com/icview-3212886-1-1.html


本设计是用来参加《创新“芯”引擎 | 国民技术N32G457 RT-Thread设计大赛》的作品。初衷是由于做军品要求国产化,所以最近也一直在测试国内不同厂家的32芯片的性能以及开发便捷性和最重要的稳定性等问题。之前也一直在用RTT做开发。浏览官网的时候发现有这个比赛,就顺便参加一下。至于做什么,肯定不能做我工作上的东西,都是军品保密的。只能想一些简单的。正好想到平常测试,特别是外出测试,经常因为电源问题而苦恼。于是想做一款简易的可调电压源,这样只需要带一个充电宝,就可以输出1~35V的电压,峰值电流基本能达到5A以上。也就可以驱动大多数的设备了。当然,功耗大的设备需要大充电宝才能工作时间长一些,但至少解决了供电电压不匹配的问题,可以应急使用了。
由于此比赛要求用官方给的核心板做开发,所以计划先简单实现一下主体功能。后面再具体做板实现整体功能。这次的测试硬件如下图,N32的最小系统板加一块我这边做其它测试的板子。这块板子只用了LTC3780部分的电路。


具体电路如下图:


其中TEC-对地就是最终的电源输出接口,TEC_DAC为输出电压调整端口,接N32板的PA4引脚。TEC_i为输出电流检测端口,接N32板的PC1引脚。电源输出对地飞了个110K和10K的分压电阻,分压短点接N32板的PC0引脚,用于测量输出电压值(暂时没有对测量电压进行标定)。
测试版没有做显示界面(不太想飞线接屏了)。取而代之的是shell界面。设置电压和电流值也用的shell命令。后面做电路的时候再改成显示屏和按键以及编码器旋钮的交互。测试界面如下:


具体实现了shell命令修改电压值,电流值。输出电压和电流反馈的ADC采集。实时显示当前输出功率。PID控制输出电压值。电流超过电流设置值时触发限流保护,降低电压。按特定波形输出电压的功能,暂时只做了正弦信号的。这个功能后续有需求再继续扩展其它信号。
程序方面,自认为RTT自带的一些驱动,效率不是很高,只适合特定场合的简单使用,或者算是提供了一个demo。实现具体功能的话,建议自己重写底层驱动。比如这次用的shell底层串口驱动框架和ADC驱动框架。**常使用,大多数都是用其它系统板通过shell命令配置当前板子的各运行参数,这样比起人手输入命令,传输数据量就要高很多。底层处理效率低的话就会出现丢数据,丢指令和串口配置参数的时候CPU占用率过高的问题,所以要适应这种场合我都是要重写底层驱动,加入收发FIFO。读写都只对软件的FIFO接口,不用等待硬件的真正的发送和接收完成,提高了代码执行效率。但这次的测试功能,都是人手输入shell命令,所以这部分驱动我没有再改动,就用的原有的,针对于这种测试需求倒是足够了。但参加比赛,总要在代码上有点贡献,所以这次主要改动的是ADC的底层驱动,加入了个人在工作中对ADC使用的一些不成熟的理解,希望能帮助到有需要的朋友。下面做详细说明:
如下是官方驱动,enable ADC通道和读ADC数据的代码:


<font face="宋体" size="4">#define ADC1_BUF1_UPDATE_EVENT      0x00000001

#define ADC1_BUF2_UPDATE_EVENT      0x00000002<p></p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">#define ADC_VREFINT_VAL             1497.89</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">#ifdef  BSP_USING_USER_ADC1

user_adc_config adc1_config =

{

     .ADC_Handler = ADC1,

     .name        = "user_adc1",

     .RCC_APB2_PERIPH_GPIOX = RCC_APB2_PERIPH_GPIOC,

     .regular_channels = {

             {ADC_CH_18, RT_NULL, RT_NULL},      //rank1 Vrefint

             {ADC_CH_16, RT_NULL, RT_NULL},      //rank2 temp_cup

             {ADC_CH_6, GPIOC, GPIO_PIN_0},      //rank3 out_voltage

             {ADC_CH_7, GPIOC, GPIO_PIN_1}       //rank4 out_current

     }

};

uint16_t user_adc1_val_buf[2][USER_ADC1_AVE_N * USER_ADC1_REGULAR_CH];

float adc1_ave_buf[USER_ADC1_REGULAR_CH-1];

rt_thread_t adc_data_handle_thread;

rt_event_t adc_update_event;

#endif</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">#ifdef  BSP_USING_USER_ADC2

user_adc_config adc2_config =

{

     .ADC_Handler = ADC2,

     .name        = "user_adc2",

};

#endif</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">void AdcDataHandleEntry(void *parameter);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">rt_err_t user_adc_init(rt_device_t dev)

{

GPIO_InitType GPIO_InitCtlStruct;

GPIO_InitStruct(&GPIO_InitCtlStruct);

RT_ASSERT(dev != RT_NULL);

ADC_Module *ADCx = (ADC_Module *)dev->user_data;

ADC_InitType ADC_InitStructure;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> adc_update_event = rt_event_create("adc_update", RT_IPC_FLAG_PRIO);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> if(adc_update_event != RT_NULL)

{

     adc_data_handle_thread = rt_thread_create("adc_data_handle", AdcDataHandleEntry, RT_NULL, 2048, 1, 10);

     if(adc_data_handle_thread != RT_NULL)

         rt_thread_startup(adc_data_handle_thread);

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> #ifdef BSP_USING_USER_ADC1

DMA_InitType ADC1_DMA_InitStructure;

if(ADCx == ADC1)

{

      /* ADC1 & GPIO clock enable */

      RCC_EnableAHBPeriphClk(RCC_AHB_PERIPH_ADC1 | RCC_AHB_PERIPH_DMA1, ENABLE);

      ADC_ConfigClk(ADC_CTRL3_CKMOD_AHB,RCC_ADCHCLK_DIV8);

      RCC_EnableAPB2PeriphClk(adc1_config.RCC_APB2_PERIPH_GPIOX, ENABLE);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      ADC_InitStruct(&ADC_InitStructure);

      ADC_InitStructure.WorkMode              = ADC_WORKMODE_INDEPENDENT;

      ADC_InitStructure.MultiChEn             = ENABLE;

      ADC_InitStructure.ContinueConvEn        = ENABLE;

      ADC_InitStructure.ExtTrigSelect         = ADC_EXT_TRIGCONV_NONE;

      ADC_InitStructure.DatAlign              = ADC_DAT_ALIGN_R;

      ADC_InitStructure.ChsNumber             = USER_ADC1_REGULAR_CH;

      ADC_Init(ADCx, &ADC_InitStructure);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      /* Configure ADC Channel as analog input */

      for(int i=0; i<USER_ADC1_REGULAR_CH; i++)

      {

          if(adc1_config.regular_channels[i].channel <= ADC_CH_11)

          {

              GPIO_InitCtlStruct.Pin = adc1_config.regular_channels[i].GPIO_Pin;

              GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;

              GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

              GPIO_InitPeripheral(adc1_config.regular_channels[i].GPIOX, &GPIO_InitCtlStruct);

          }

          /* ADCx regular channels configuration */

          ADC_ConfigRegularChannel(ADCx, adc1_config.regular_channels[i].channel, i+1, ADC_SAMP_TIME_239CYCLES5);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">          if ((adc1_config.regular_channels[i].channel == ADC_CH_16) || (adc1_config.regular_channels[i].channel == ADC_CH_18))

          {

              ADC_EnableTempSensorVrefint(ENABLE);

          }

      }</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      /* Enable ADCx */

      ADC_Enable(ADCx, ENABLE);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      /* Start ADCx calibration */

      ADC_StartCalibration(ADCx);

      /* Check the end of ADCx calibration */

      while(ADC_GetCalibrationStatus(ADCx));</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      ADC_Enable(ADCx, ENABLE);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      ADC1_DMA_InitStructure.BufSize = USER_ADC1_AVE_N * USER_ADC1_REGULAR_CH * 2;

      ADC1_DMA_InitStructure.CircularMode = DMA_MODE_CIRCULAR;

      ADC1_DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MEM_INC_ENABLE;

      ADC1_DMA_InitStructure.Direction = DMA_DIR_PERIPH_SRC;

      ADC1_DMA_InitStructure.Mem2Mem = DMA_M2M_DISABLE;

      ADC1_DMA_InitStructure.MemAddr = (uint32_t)user_adc1_val_buf;

      ADC1_DMA_InitStructure.MemDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

      ADC1_DMA_InitStructure.PeriphAddr = &(ADCx->DAT);

      ADC1_DMA_InitStructure.PeriphDataSize = DMA_PERIPH_DATA_SIZE_HALFWORD;

      ADC1_DMA_InitStructure.PeriphInc = DMA_PERIPH_INC_DISABLE;

      ADC1_DMA_InitStructure.Priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;

      DMA_Init(DMA1_CH1, &ADC1_DMA_InitStructure);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      DMA_ConfigInt(DMA1_CH1, DMA_INT_HTX | DMA_INT_TXC, ENABLE);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      ADC_EnabLEDMA(ADCx, ENABLE);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      DMA_EnableChannel(DMA1_CH1, ENABLE);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      NVIC_SetPriorityGrouping(4);

      NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      ADC_EnableSoftwareStartConv(ADCx, ENABLE);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> }

#endif</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> #ifdef BSP_USING_USER_ADC2

if(ADCx == ADC2)

{

      /* ADC2 & GPIO clock enable */

      RCC_EnableAHBPeriphClk(RCC_AHB_PERIPH_ADC2, ENABLE);

      ADC_ConfigClk(ADC_CTRL3_CKMOD_AHB,RCC_ADCHCLK_DIV8);

      RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOC, ENABLE);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">      /* Configure ADC Channel as analog input */

      GPIO_InitCtlStruct.Pin = GPIO_PIN_1;

      GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;

      GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

      GPIO_InitPeripheral(GPIOC, &GPIO_InitCtlStruct);

}

#endif

return RT_EOK;

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">rt_err_t user_adc_close(rt_device_t dev)

{

ADC_Module *ADCx = (ADC_Module *)(dev->user_data);

ADC_Enable(ADCx, DISABLE);

if(ADCx == ADC1)

{

     DMA_EnableChannel(DMA1_CH1, DISABLE);

     NVIC_DisableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);

     RCC_EnableAHBPeriphClk(RCC_AHB_PERIPH_ADC1 | RCC_AHB_PERIPH_DMA1, DISABLE);

}

rt_thread_delete(adc_data_handle_thread);

rt_event_delete(adc_update_event);

dev->flag &= ~(RT_DEVICE_FLAG_ACTIVATED);

return RT_EOK;

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">static rt_size_t user_adc_read(rt_device_t dev, rt_off_t pos, void *buffer, rt_size_t size)

{

rt_size_t i;

user_adc_device_t adc = (user_adc_device_t)dev;

float *value = (float *)buffer;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> for (i = 0; i < size; i++)

{

     if(pos+i < USER_ADC1_REGULAR_CH-1)

     {

         value[pos+i] = adc1_ave_buf[pos+i];

     }

     else {

         break;

     }

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> return i;

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">static rt_err_t user_adc_control(rt_device_t dev, int cmd, void *args)

{

rt_err_t result = RT_EOK;

user_adc_device_t adc = (user_adc_device_t)dev;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> return result;

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">rt_err_t user_hw_adc_register(user_adc_device_t device, const char *name, const void *user_data)

{

rt_err_t result = RT_EOK;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> device->parent.type = RT_Device_Class_Miscellaneous;

device->parent.rx_indicate = RT_NULL;

device->parent.tx_complete = RT_NULL;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> device->parent.init        = user_adc_init;

device->parent.open        = RT_NULL;

device->parent.close       = user_adc_close;

device->parent.read        = user_adc_read;

device->parent.write       = RT_NULL;

device->parent.control     = user_adc_control;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> device->parent.user_data = (void *)user_data;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> result = rt_device_register(&device->parent, name, RT_DEVICE_FLAG_RDONLY);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> return result;

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">static int user_hw_adc_init(void)

{

int result = RT_EOK;

/* register ADC device */

#ifdef  BSP_USING_USER_ADC1

if (user_hw_adc_register(&adc1_config.n32_adc_device, adc1_config.name, adc1_config.ADC_Handler) == RT_EOK)

{

     LOG_D("%s register success", adc1_config.name);

}

else

{

     LOG_E("%s register failed", adc1_config.name);

     result = -RT_ERROR;

}

#endif</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">#ifdef  BSP_USING_USER_ADC2

if (user_hw_adc_register(&adc2_config.n32_adc_device, adc2_config.name, adc2_config.ADC_Handler) == RT_EOK)

{

     LOG_D("%s register success", adc2_config.name);

}

else

{

     LOG_E("%s register failed", adc2_config.name);

     result = -RT_ERROR;

}

#endif</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"> return result;

}

INIT_COMPONENT_EXPORT(user_hw_adc_init);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">void DMA1_Channel1_IRQHandler()

{

if(DMA_GetIntStatus(DMA1_INT_HTX1,DMA1) == SET)

{

     rt_event_send(adc_update_event, ADC1_BUF1_UPDATE_EVENT);

     DMA_ClrIntPendingBit(DMA1_INT_HTX1, DMA1);

}

if(DMA_GetIntStatus(DMA1_INT_TXC1,DMA1) == SET)

{

     rt_event_send(adc_update_event, ADC1_BUF2_UPDATE_EVENT);

     DMA_ClrIntPendingBit(DMA1_INT_TXC1, DMA1);

}

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">void GetAdcDataAverage(float *ave_buf, uint16_t *adc_buf)

{

for(int i=0; i<USER_ADC1_REGULAR_CH-1; i++)

{

     float adc_sum=0;

     for(int j=0; j<USER_ADC1_AVE_N; j++)

     {

         adc_sum += ADC_VREFINT_VAL * adc_buf[j*USER_ADC1_REGULAR_CH+i+1] / adc_buf[j*USER_ADC1_REGULAR_CH];

     }

     ave_buf[i] = adc_sum / USER_ADC1_AVE_N;

}

}</p>

</font><p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"><font face="宋体" size="4">void AdcDataHandleEntry(void *parameter)

{

rt_uint32_t recved_event;

while(1)

{

     if(RT_EOK == rt_event_recv(adc_update_event, ADC1_BUF1_UPDATE_EVENT | ADC1_BUF2_UPDATE_EVENT, RT_EVENT_FLAG_OR | RT_EVENT_FLAG_CLEAR, -1, &recved_event))

     {

         if(recved_event & ADC1_BUF1_UPDATE_EVENT)

         {

             GetAdcDataAverage(adc1_ave_buf, user_adc1_val_buf[0]);

         }

         if(recved_event & ADC1_BUF2_UPDATE_EVENT)

         {

             GetAdcDataAverage(adc1_ave_buf, user_adc1_val_buf[1]);

         }

     }

}

}</font></p>


代码的大概思路是通过调用rt_device_open函数打开设备时,通过这里的Init函数初始化ADC,开启DMA。这里用的每通道的ADC数据采集量为100。利用DMA的一半传输完成中断实现双Buffer的功能,既传输一半完成后,处理前一半数据,完全传输完成后处理后一半数据。这样数据处理和DMA传输可以并行执行。在DMA中断中发送对应的event。开启一个高优先级线程,堵塞等待DMA传输完成事件,分别处理对应的数据。这里没有做中值滤波,只做了简单的平均滤波。测试了一下,采集ADC数据的频率大概是142帧/S。也就是大概7ms的时间出一组经过滤波的ADC数据。可以根据需求自行修改采样时间和平均点数。我这里计划后面做输出电压调节的PID线程用10ms的,所以这里控制在了10ms内。保证每次做PID运算都有新数据。


我用的ADC的规则组加入了4个通道,第一通道是CH18,既Vrefint。第二通道是CH16,测了一下CPU温度,最终是要测量整体电路板的温度,根据电路板温度驱动散热风扇调控降温的。最终是用CPU温度调控还是在发热器件旁布一个热敏电阻后续再定。这里由于最小系统板和电源板分开的,CPU温度也测不到发热器件的温度。所以也只是简单的采集显示了一下。第三通道是PC0引脚,用于采集电压输出的反馈。第四通道是PC1引脚,用于采集电流反馈。测试板上面没有做采样电阻,而是用的一个霍尔感应器,量程是±10A的。所以精度有点差。最终也没必要用这个芯片,计划最终做板还是用采样电阻的方案,N32又自带运放,直接可以放大输入给ADC采集。
具体的ADC数据处理,是先根据电源纹波在短暂时间内差异不大的理论下,对每一次循环采集的4通道数据,根据内部基准电压做了个补偿。这样后面根据ADC数据计算的电压才是准确的。我这里实测的数据如下图:


数组的0,4,8,12...就是保存的实时采集的Vrefint的ADC数据,而此时的VrefP的供电电压是3.265V。可以计算得到Vrefint的实际电压是1.2068。如下图是官方给的Vrefint的电压范围。


根据实际的Vrefint可以推算出VrefP供电电压为标准的3.3V供电时,Vrefint的ADC转换值为1497.89。我看默认配置已经开启了FPU,所以这里直接用浮点数了,可以提高一点精度。


如下是main.c下实现的具体应用代码。比较简单,创建了一个电压控制线程,由于电压调控对于10ms的控制周期几乎没有滞后性,所以这里的PID控制,其实只用了PI。


<font face="宋体" size="4">#define LED1_PIN    90

#define LED2_PIN    91

#define LED3_PIN    67<p></p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">#define CPU_Avg_Slope   -4.1

#define CPU_v25         1.33</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">uint16_t test_val=0;

uint8_t print_buf[128];</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">float read_adc_buf[USER_ADC1_REGULAR_CH-1];</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">rt_device_t OpenADCDevice(char *name);

rt_device_t adc1_dev=RT_NULL;

rt_device_t dac_dev=RT_NULL;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">rt_tick_t shell_getchr_tick;

rt_thread_t voltage_ctrl_thread;

void VoltageCtrlEntry(void *parameter);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">void plot_ui()

{

    rt_kprintf("\033[2J");

    rt_kprintf("\033[10;0H");

    rt_kprintf("    *******************************************
");

    rt_kprintf("    *         voltage:");

    rt_kprintf("\033[1;40;31m%s\033[0m","   00.00");

    rt_kprintf("    V           *
");

    rt_kprintf("    *         current:");

    rt_kprintf("\033[1;40;32m%s\033[0m","   0.000");

    rt_kprintf("    A           *
");

    rt_kprintf("    *         power:  ");

    rt_kprintf("\033[1;40;34m%s\033[0m","   00.00");

    rt_kprintf("    W           *
");

    rt_kprintf("    *         CPUTemp:   00.00    C           *
");

    rt_kprintf("    *******************************************
");

    rt_kprintf("\033[20;0H");

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">int main(void)

{

    rt_err_t result;

    uint32_t Speed = 500;

    /* set LED1 pin mode to output */

    rt_pin_mode(LED1_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);

    rt_pin_mode(LED2_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);

    rt_pin_mode(LED3_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">    adc1_dev = OpenADCDevice("user_adc1");</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">    voltage_ctrl_thread = rt_thread_create("VoltageCtrl", VoltageCtrlEntry, RT_NULL, 2048, 5, 10);

    if(voltage_ctrl_thread != RT_NULL)

        rt_thread_startup(voltage_ctrl_thread);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">    plot_ui();</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">    while (1)

    {

        rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW);

        rt_pin_write(LED2_PIN, PIN_LOW);

        rt_pin_write(LED3_PIN, PIN_LOW);

        rt_thread_mdelay(Speed);

        rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);

        rt_pin_write(LED2_PIN, PIN_HIGH);

        rt_pin_write(LED3_PIN, PIN_HIGH);

        rt_thread_mdelay(Speed);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">    }

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">rt_device_t OpenADCDevice(char *name)

{

    rt_err_t result;

    rt_device_t adc_dev = rt_device_find(name);

    if(adc_dev != RT_NULL)

    {

        if(adc_dev->open_flag == RT_DEVICE_OFLAG_CLOSE)

        {

            result = rt_device_open(adc_dev, RT_DEVICE_OFLAG_RDONLY);

            if(result == RT_EOK)

            {

                rt_kprintf("%s opened!
",name);

            }

            else {

                rt_kprintf("%s open err:%d!
",name,result);

            }

        }

        else {

            rt_kprintf("%s is already opened!
",name);

        }

    }

    else {

        rt_kprintf("not find %s device!
",name);

    }

    return adc_dev;

}

void OpenADC1Device()

{

    adc1_dev = OpenADCDevice("user_adc1");

}

MSH_CMD_EXPORT(OpenADC1Device, open adc1 device and start adc1 conversion);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">rt_err_t CloseADCDevice(char *name)

{

    rt_err_t result;

    rt_device_t adc_dev = rt_device_find(name);

    if(adc_dev != RT_NULL)

    {

        result = rt_device_close(adc_dev);

        if(result == RT_EOK)

        {

            rt_kprintf("%s closed!
",name);

        }

        else {

            rt_kprintf("%s close err:%d!
",name,result);

        }

    }

    else {

        rt_kprintf("not find %s device!
",name);

    }

    return result;

}

void CloseADC1Device()

{

    CloseADCDevice("user_adc1");

}

MSH_CMD_EXPORT(CloseADC1Device, close adc1 device and stop adc1 conversion);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">void ReadADC1Val()

{

    if(adc1_dev != RT_NULL && adc1_dev->open_flag != RT_DEVICE_OFLAG_CLOSE)

    {

        rt_device_read(adc1_dev, 0, read_adc_buf, USER_ADC1_REGULAR_CH-1);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">        sprintf(print_buf, "ADC:%f,%f,%f,%f
", read_adc_buf[0], read_adc_buf[1], read_adc_buf[2], read_adc_buf[3]);

        rt_kprintf(print_buf);

    }

    else {

        rt_kprintf("user_adc1 dev not opened!
");

    }

}

MSH_CMD_EXPORT(ReadADC1Val, read adc1 all channel val);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">void get_shell_getchr_tick()

{

    shell_getchr_tick = rt_tick_get();

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">float SetVoltageVal = 5.0;      //V</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">float SetCurrentVal = 3.0;         //A</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">float VoltagePID_P = 100;

float VoltagePID_I = 50;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">float user_atof(char *str)

{

    float val;

    char *ch_p=RT_NULL;

    do{

        if(*str == 0)

            return 0;

        if(*str == ' ')

        {

            str++;

        }

        else {

            break;

        }

    }

    while(1);

    ch_p = strchr(str , '.');

    int valH = atoi(str);

    float valL=0;

    if(ch_p > 0)

        valL = atoi(ch_p+1);

    do{

        if(valL >= 1)

        {

            valL /= 10;

        }

        else {

            break;

        }

    }while(1);

    val = valH + valL;

    return val;

}</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">float Sin_vpp=0, Sin_offset=0, Sin_cycle=0, Singal_Cycle_step=0;

void EnSinOut(int argc, char **argv)

{

    if(argc >= 2)

    {

        if(*argv[1] == '?')

        {

            sprintf(print_buf,"Vpp:%f, Offset:%f, Cycle:%f
", Sin_vpp, Sin_offset, Sin_cycle);

            rt_kprintf(print_buf);

        }

        else if(argc >= 4)

        {

            float val = user_atof(argv[1]);

            if(val >=0 && val <=35)

            {

                Sin_vpp = val;

            }

            else {

                sprintf(print_buf,"Error:Out range[0,35]! Vpp:%fV
", Sin_vpp);

                rt_kprintf(print_buf);

            }

            val = user_atof(argv[2]);

            if(val >=0 && val <=35)

            {

                Sin_offset = val;

            }

            else {

                sprintf(print_buf,"Error:Out range[0,35]! Offset:%fV
", Sin_offset);

                rt_kprintf(print_buf);

            }

            val = user_atof(argv[3]);

            if(val >=1 && val <=100)

            {

                Sin_cycle = val;

                Singal_Cycle_step = 2*3.1415926/100/Sin_cycle;

            }

            else {

                sprintf(print_buf,"Error:Out range[1,100]! Cycle:%fS
", Sin_cycle);

                rt_kprintf(print_buf);

            }

            sprintf(print_buf,"Vpp:%fV, Offset:%fV, Cycle:%fS
", Sin_vpp, Sin_offset, Sin_cycle);

            rt_kprintf(print_buf);

        }

        else {

            rt_kprintf("EnSinOut [vpp offset cycle]
");

        }

    }

    else {

        rt_kprintf("EnSinOut [vpp offset cycle]
");

    }

}

MSH_CMD_EXPORT(EnSinOut, enable sinusoidal signal out);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">void SetVoltage(int argc, char **argv)

{

    if(argc >= 2)

    {

        if(*argv[1] == '?')

        {

            sprintf(print_buf,"SetVoltageVal:%f
", SetVoltageVal);

            rt_kprintf(print_buf);

        }

        else {

            float val = user_atof(argv[1]);

            if(val >=0 && val <=35)

            {

                Sin_vpp = 0;

                SetVoltageVal = val;

                sprintf(print_buf,"SetVoltageVal:%f
", SetVoltageVal);

                rt_kprintf(print_buf);

            }

            else {

                sprintf(print_buf,"Error:Out range[0,35]! SetVoltageVal:%f
", SetVoltageVal);

                rt_kprintf(print_buf);

            }

        }

    }

    else {

        rt_kprintf("SetVoltage [val]
");

    }

}

MSH_CMD_EXPORT(SetVoltage, set voltage val);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">void SetCurrent(int argc, char **argv)

{

    if(argc >= 2)

    {

        if(*argv[1] == '?')

        {

            sprintf(print_buf,"SetCurrentVal:%f
", SetCurrentVal);

            rt_kprintf(print_buf);

        }

        else {

            float val = user_atof(argv[1]);

            if(val >=0 && val <=5)

            {

                SetCurrentVal = val;

                sprintf(print_buf,"SetCurrentVal:%f
", SetCurrentVal);

                rt_kprintf(print_buf);

            }

            else {

                sprintf(print_buf,"Error:Out range[0,5]! SetCurrentVal:%f
", SetCurrentVal);

                rt_kprintf(print_buf);

            }

        }

    }

    else {

        rt_kprintf("SetCurrent [val]
");

    }

}

MSH_CMD_EXPORT(SetCurrent, set current val);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">void VoltageCtrlEntry(void *parameter)

{

    uint8_t wait_i=0, replot_flag=0, overcurrent_flag=0;

    float cpu_temp_ave=0, voltage_ave=0, current_ave=0;

    dac_dev = rt_device_find("dac");

    uint32_t ch = 1;

    int32_t dac_val = 4095;

    rt_device_control(dac_dev, RT_DAC_CMD_ENABLE, &ch);

    rt_device_open(dac_dev, RT_DEVICE_OFLAG_RDWR);

    rt_device_write(dac_dev, ch, &dac_val, 1);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">    float Voltage_err=0, Voltage_err_old=0, Voltage_err_sum=0;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">    float CtrlVoltage=0;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">    float Singal_Cycle_i=0;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">    rt_thread_sleep(100);

    while(1)

    {

        if(adc1_dev != RT_NULL && adc1_dev->open_flag != RT_DEVICE_OFLAG_CLOSE)

        {

            rt_device_read(adc1_dev, 0, read_adc_buf, USER_ADC1_REGULAR_CH-1);

            float cpu_temp = (CPU_V25 - read_adc_buf[0] * 3.3 / 4096) * 1000 / CPU_Avg_Slope + 25;

            float voltage = read_adc_buf[1] * 3.3 / 4096 * 12;

            float current = -(read_adc_buf[2] * 3.3 / 4096 - 1.65)/0.132;

            if(current < 0)

                current = 0;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">            if(Sin_vpp > 0.0001)        //使能正弦信号输出

            {

                Singal_Cycle_i = fmod(Singal_Cycle_i + Singal_Cycle_step, 2*3.1415926);

                SetVoltageVal = Sin_offset + Sin_vpp / 2 * sin(Singal_Cycle_i);

            }</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">            if(current <= SetCurrentVal)

            {

                if(overcurrent_flag)

                {

                    if(CtrlVoltage < SetVoltageVal-0.1)

                    {

                        CtrlVoltage += 0.1;

                    }

                    else if(CtrlVoltage > SetVoltageVal+0.1)

                    {

                        CtrlVoltage -= 0.1;

                    }

                    else {

                        CtrlVoltage = SetVoltageVal;

                        overcurrent_flag = 0;

                    }

                }

                else {

                    CtrlVoltage = SetVoltageVal;

                }

            }

            else {

                overcurrent_flag = 1;

                CtrlVoltage -= 0.1;

            }</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">            Voltage_err = voltage - CtrlVoltage;

            if(Voltage_err < 0.1 && Voltage_err > -0.1)

            {

                Voltage_err_sum += Voltage_err;

            }</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">            if(Voltage_err_old * Voltage_err < 0)

            {

                Voltage_err_sum = 0;

            }</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">            if(Voltage_err_sum > 2)

            {

                Voltage_err_sum = 2;

            }

            else if(Voltage_err_sum < -2)

            {

                Voltage_err_sum = -2;

            }</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">            Voltage_err_old = Voltage_err;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">            dac_val += VoltagePID_P * Voltage_err + VoltagePID_I * Voltage_err_sum;

            if(dac_val < 0)

            {

                dac_val = 0;

            }

            else if(dac_val > 4095)

            {

                dac_val = 4095;

            }

            rt_device_write(dac_dev, ch, &dac_val, 1);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">            cpu_temp_ave += cpu_temp;

            voltage_ave += voltage;

            current_ave += current;</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">            if(wait_i++ >= 100)

            {

                if(rt_tick_get() - shell_getchr_tick > 5000)

                {

                    if(replot_flag)

                    {

                        plot_ui();

                        replot_flag = 0;

                    }

                    sprintf(print_buf,"%.2f ",voltage_ave / 101);

                    rt_kprintf("\033[11;26H");

                    rt_kprintf("\033[1;40;31m%s\033[0m",print_buf);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">                    sprintf(print_buf,"%.3f ",current_ave / 101);

                    rt_kprintf("\033[12;26H");

                    rt_kprintf("\033[1;40;32m%s\033[0m",print_buf);</p>

<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;">                    sprintf(print_buf,"%.3f ",voltage_ave / 101 * current_ave / 101);

                    rt_kprintf("\033[13;26H");

                    rt_kprintf("\033[1;40;34m%s\033[0m",print_buf);</p>

</font><p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"><font face="宋体" size="4">                    sprintf(print_buf,"%.2f",cpu_temp_ave / 101);

                    rt_kprintf("\033[14;26H");

                    rt_kprintf(print_buf);

                    rt_kprintf("\033[20;0H");

                }

                else {

                    replot_flag = 1;

                }

                wait_i = 0;

                cpu_temp_ave = 0;

                voltage_ave = 0;

                current_ave = 0;

            }

        }

        rt_thread_sleep(RT_TICK_PER_SECOND/100);

    }

}</font></p>


具体代码,有兴趣的朋友可以看一下,我就不一点点介绍分析了。测试用的,代码写的也比较随意,也没做注释。希望能对有需要的朋友提供帮助。也可以在此基础上再继续优化完善代码。后面等上传了演示视频再附上视频地址。祝大家工作学习开心愉快。
功能演示视频
源码地址





关键词: N32G457     RT-Thread     MCU    

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