ADC

概述

模拟/数字转换器（Analog to Digital Converter，ADC）通常是指一个将时间连续、幅值也连续的模拟信号转变为时间离散、幅值也离散的数字信号的电子元件。

A/D 转换一般要经过取样、保持、量化及编码四个过程。在实际电路中，这些过程有的是合并进行的，例如，取样和保持、量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。

分类

类型如下：

• 逐次逼近型 ADC
• 闪存型 ADC，即并联比较型 ADC
• 双积分型 ADC

技术指标

• 分辨率：理论上 ADC 对输入信号的分辨能力，一般有 8 位、10 位、12 位、16 位等。

• 精度：实际模拟电压与采样电压之间的差值，差值的最大值为绝对精度，差值的最大值与满刻度模拟电压得百分比称为相对误差。

• 转换时间：每次采样所需的时间，表征 ADC 的转换速度，与 ADC 的时钟频率、采样周期、转换周期有关。

• 数据输出方式：并口输出、串口输出。

• 工作电压：需要注意 ADC 的工作电压范围、能否直接测量负电压等。

API 描述

tkl_adc_init

OPERATE_RET tkl_adc_init(TUYA_ADC_NUM_E port_num, TUYA_ADC_BASE_CFG_T *cfg);

• 功能描述：

  • ADC 初始化

• 参数：

  • port_num：ADC 端口号，一个端口对应一个 ADC 实体器件（一般有多个通道），取值如下：

    名字	定义
    TUYA_ADC_NUM_0	ADC 端口 0
    TUYA_ADC_NUM_1	ADC 端口 1
    TUYA_ADC_NUM_2	ADC 端口 2
    TUYA_ADC_NUM_3	ADC 端口 3
    TUYA_ADC_NUM_4	ADC 端口 4
    TUYA_ADC_NUM_5	ADC 端口 5

  • cfg：ADC 基础配置，取值如下：

    typedef struct {
        TUYA_AD_DA_CH_LIST_U  ch_list;  // ADC 通道列表
        UINT8_T ch_nums;        // 需要采集的 ADC 通道个数
        UINT8_T  width;         // 分辨率（位宽）
        UINT32_T freq;          // 采样频率
        TUYA_ADC_TYPE_E type;	// ADC 采样类型
        TUYA_ADC_MODE_E mode;   // ADC 采样模式
        UINT16_T   conv_cnt;    // ADC 采样次数
        UINT32_T   ref_vol;     // ADC 参考电压（单位：mv）
    } TUYA_ADC_BASE_CFG_T;
    

    • TUYA_AD_DA_CH_LIST_U：

      typedef union {
          TUYA_AD_DA_CH_LIST_BIT_T bits;
          UINT32_T data;
      }TUYA_AD_DA_CH_LIST_U;
      

      typedef struct {
          UINT32_T ch_0             : 1;
          UINT32_T ch_1             : 1;
          UINT32_T ch_2             : 1;
          UINT32_T ch_3             : 1;
          UINT32_T ch_4             : 1;
          UINT32_T ch_5             : 1;
          UINT32_T ch_6             : 1;
          UINT32_T ch_7             : 1;
          UINT32_T ch_8             : 1;
          UINT32_T ch_9             : 1;
          UINT32_T ch_10            : 1;
          UINT32_T ch_11            : 1;
          UINT32_T ch_12            : 1;
          UINT32_T ch_13            : 1;
          UINT32_T ch_14            : 1;
          UINT32_T ch_15            : 1;
          UINT32_T rsv              :16;
      }TUYA_AD_DA_CH_LIST_BIT_T;
      

      • 采集通道列表可以使用 Bit 位操作，也可以通过 Data 操作，两者效果相同。

      • ch_nums：采集的通道数量。

    • TUYA_ADC_TYPE_E：

      名字	定义
      TUYA_ADC_INNER_SAMPLE_VOL	ADC 采样内部电压（例如电源电压）
      TUYA_ADC_EXTERNAL_SAMPLE_VOL	ADC 采样外部电压（例如外部引脚电压）

    • TUYA_ADC_MODE_E：

      typedef enum {
           TUYA_ADC_SINGLE = 0,       ///< Single conversion mode
           TUYA_ADC_CONTINUOUS,       ///< Continuous conversion mode
           TUYA_ADC_SCAN,             ///< Scan mode
      } TUYA_ADC_MODE_E;
      

      名字	定义	备注
      TUYA_ADC_SINGLE	单通道采集	-
      TUYA_ADC_CONTINUOUS	单通道多次采集	-
      TUYA_ADC_SCAN	扫描模式采集	可多通道采集

      conv_cnt：指定采集模式下的采集次数。

• 返回值：

  • OPRT_OK：成功
  • 其他请参考文件 tuya_error_code.h > OS_ADAPTER_ADC 定义部分

tkl_adc_deinit

OPERATE_RET tkl_adc_deinit(TUYA_ADC_NUM_E port_num);

• 功能描述：
  • ADC 去初始化状态
• 参数：
  • port_num：ADC 端口号
• 返回值：
  • OPRT_OK：成功
  • 其他请参考文件 tuya_error_code.h > OS_ADAPTER_ADC 定义部分

tkl_adc_width_get

UINT8_T tkl_adc_width_get(TUYA_ADC_NUM_E port_num);

• 功能描述：
  • ADC 查询分辨率（位宽）
• 参数：
  • port_num：ADC 端口号
• 返回值：
  • OPRT_OK：成功
  • 其他请参考文件 tuya_error_code.h > OS_ADAPTER_ADC 定义部分

tkl_adc_ref_voltage_get

UINT32_T tkl_adc_ref_voltage_get(TUYA_ADC_NUM_E port_num);

• 功能描述：
  • ADC 查询参考电压
• 参数：
  • port_num：ADC 端口号
• 返回值：
  • OPRT_OK：成功
  • 其他请参考文件 tuya_error_code.h > OS_ADAPTER_ADC 定义部分

tkl_adc_temperature_get

INT32_T tkl_adc_temperature_get(VOID_T);

• 功能描述：
  • ADC 查询温度（此处指查询芯片温度）
• 返回值：
  • OPRT_OK：成功
  • 其他请参考文件 tuya_error_code.h > OS_ADAPTER_ADC 定义部分

tkl_adc_read_data

OPERATE_RET tkl_adc_read_data(TUYA_ADC_NUM_E port_num, INT32_T *buff, UINT16_T len);

• 功能描述：
  • ADC 读取数据
• 参数：
  • port_num：ADC 端口号
  • buff：ADC 数据缓冲区
  • len：ADC 数据缓冲区的长度
• 返回值：
  • OPRT_OK：成功
  • 其他请参考文件 tuya_error_code.h > OS_ADAPTER_ADC 定义部分

tkl_adc_read_single_channel

OPERATE_RET tkl_adc_read_single_channel(TUYA_ADC_NUM_E port_num, UINT8_T ch_id, INT32_T *data);

• 功能描述：
  • ADC 读取数据（单通道）
• 参数：
  • port_num：ADC 端口号
  • ch_id：ADC 通道号
  • data：ADC 数据缓冲区
• 返回值：
  • OPRT_OK：成功
  • 其他请参考文件 tuya_error_code.h > OS_ADAPTER_ADC 定义部分

tkl_adc_read_voltage

OPERATE_RET tkl_adc_read_voltage(TUYA_ADC_NUM_E port_num, INT32_T *buff, UINT16_T len);

• 功能描述：
  • ADC 读取电压
• 参数：
  • port_num：ADC 端口号
  • buf：ADC 电压缓冲区
  • len：ADC 电压缓冲区长度
• 返回值：
  • OPRT_OK：成功
  • 其他请参考文件 tuya_error_code.h > OS_ADAPTER_ADC 定义部分

示例

示例一

VOID_T tuya_adc_single_channel_test(VOID_T)
{
    OPERATE_RET ret;
    TUYA_ADC_BASE_CFG_T adc_cfg;
    UINT32_T adc_value = 0;
    UINT16_T channel = 0;
    
    adc_cfg.ch_list.data = 1; // or adc_cfg.ch_list.bits.ch_0 = 1;
    adc_cfg.ch_nums = 1;
    adc_cfg.type = TUYA_ADC_INNER_SAMPLE_VOL;
    adc_cfg.mode = TUYA_ADC_SINGLE;
    adc_cfg.width = 10;
    adc_cfg.conv_cnt = 1;
   
    ret = tkl_adc_init(TUYA_ADC_NUM_0, &adc_cfg);
    if(ret != OPRT_OK) {
        // failed
        return;
    }

    ret = tkl_adc_read_single_channel(TUYA_ADC_NUM_0, channel, &adc_value);
    if(ret != OPRT_OK) {
        // failed
        return;
    }

    // 输出 adc_value 的值

    ret = tkl_adc_deinit(TUYA_ADC_NUM_0);
    if(ret != OPRT_OK) {
        // failed
        return;
    }
}

示例二

#define ADC_CHANNEL_NUM 3

VOID_T tuya_adc_multi_channel_test(VOID_T)
{
    OPERATE_RET ret;
    TUYA_ADC_BASE_CFG_T adc_cfg;
    UINT32_T adc_value[ADC_CHANNEL_NUM] = {0};
    
    adc_cfg.ch_list.bits.ch_0 = 1;
    adc_cfg.ch_list.bits.ch_1 = 1;
    adc_cfg.ch_list.bits.ch_2 = 1;
    adc_cfg.ch_nums = ADC_CHANNEL_NUM;
    adc_cfg.type = TUYA_ADC_INNER_SAMPLE_VOL;
    adc_cfg.mode = TUYA_ADC_SCAN;
    adc_cfg.width = 10;
    adc_cfg.conv_cnt = 1;

    ret = tkl_adc_init(TUYA_ADC_NUM_0, &adc_cfg);
    if(ret != OPRT_OK) {
        // failed
        return;
    }

    ret = tkl_adc_read_data(TUYA_ADC_NUM_0, adc_value, ADC_CHANNEL_NUM);
    if(ret != OPRT_OK) {
        // failed
        return;
    }

    // 输出 adc_value[ADC_CHANNEL_NUM] 的值

    ret = tkl_adc_deinit(TUYA_ADC_NUM_0);
    if(ret != OPRT_OK) {
        // failed
        return;
    }
}