harmony 鸿蒙ADC

2022-08-09
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ADC

概述

功能简介

ADC（Analog to Digital Converter），即模拟-数字转换器，可将模拟信号转换成对应的数字信号，便于存储与计算等操作。除电源线和地线之外，ADC只需要1根线与被测量的设备进行连接，其物理连线如图1所示：

图 1 ADC物理连线示意图

ADC接口定义了完成AD转换的通用方法集合，包括：

ADC设备管理：打开或关闭ADC设备。
ADC读取转换结果：读取AD转换结果。

基本概念

分辨率

分辨率指的是ADC模块能够转换的二进制位数，位数越多分辨率越高。
转换误差

转换误差通常是以输出误差的最大值形式给出。它表示A/D转换器实际输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。常用最低有效位的倍数表示。
转换时间

转换时间是指A/D转换器从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳定的数字信号所经过的时间。

运作机制

在HDF框架中，同类型设备对象较多时（可能同时存在十几个同类型配置器），如果采用独立服务模式则需要配置更多的设备节点，且相关服务会占据更多的内存资源。相反，采用统一服务模式可以使用一个设备服务作为管理器，统一处理所有同类型对象的外部访问（这会在配置文件中有所体现），实现便捷管理和节约资源的目的。ADC模块接口适配模式采用统一服务模式。

约束与限制

ADC模块仅支持轮询方式读取数据。

使用指导

场景介绍

ADC设备通常用于将模拟电压或电流转换为数字量，例如与NTC电阻搭配进行温度测量，或者将其他模拟传感器的输出量转换为数字量的场景。

接口说明

ADC模块提供的主要接口如表1所示，具体API详见//drivers/hdf_core/framework/include/platform/adc_if.h。

表 1 ADC驱动API接口功能介绍

接口名	接口描述
DevHandle AdcOpen(uint32_t number)	打开ADC设备
void AdcClose(DevHandle handle)	关闭ADC设备
int32_t AdcRead(DevHandle handle, uint32_t channel, uint32_t *val)	读取AD转换结果值

开发步骤

使用ADC设备的一般流程如图2所示。

图 2 ADC使用流程图

打开ADC设备

在进行AD转换之前，首先要调用AdcOpen打开ADC设备。

DevHandle AdcOpen(int16_t number);

表 2 AdcOpen参数和返回值描述

参数	参数描述
number	int16_t类型，ADC设备号
返回值	返回值描述
NULL	打开ADC设备失败
设备句柄	打开的ADC设备句柄

假设系统中存在2个ADC设备，编号从0到1，那么我们现在打开1号设备。

DevHandle adcHandle = NULL;  // ADC设备句柄

// 打开ADC设备
adcHandle = AdcOpen(1);
if (adcHandle == NULL) {
    HDF_LOGE("AdcOpen: fail\n");
    return NULL;
}

读取AD转换结果

int32_t AdcRead(DevHandle handle, uint32_t channel, uint32_t *val);

表 3 AdcRead参数和返回值描述

参数	参数描述
handle	DevHandle类型，ADC设备句柄
channel	uint32_t类型，ADC设备通道号
val	uint32_t类型指针，AD转换结果
返回值	返回值描述
HDF_SUCCESS	读取成功
负数	读取失败

读取转换结果示例（以通道1为例）：

uint32_t value;
int32_t ret;

ret = AdcRead(adcHandle, 1, &value);
if (ret != HDF_SUCCESS) {
    HDF_LOGE("ADC read fail!\n");
    return ret;
}

关闭ADC设备

ADC通信完成之后，需要关闭ADC设备。

void AdcClose(DevHandle handle);

表 4 AdcClose参数和返回值描述

参数	参数描述
handle	DevHandle类型，ADC设备句柄
返回值	返回值描述
无	无

关闭ADC设备示例：

AdcClose(adcHandle); // 关闭ADC设备

使用实例

本例拟对Hi3516DV300开发板上ADC设备进行简单的读取操作，基本硬件信息如下：

SOC：hi3516dv300。
硬件连接：电位器挂接在0号ADC设备1通道下。

本例程对测试ADC进行连续读取操作，测试ADC功能是否正常。

示例如下：

#include "adc_if.h"          // ADC标准接口头文件
#include "hdf_log.h"         // 标准日志打印头文件

/// 设备号0，通道号1
#define ADC_DEVICE_NUM  0
#define ADC_CHANNEL_NUM 1
#define ADC_TEST_NUM    30

// ADC例程总入口
static int32_t TestCaseAdc(void)
{
    int32_t i;
    int32_t ret;
    DevHandle adcHandle = NULL;
    uint32_t readBuf[ADC_TEST_NUM] = {0};

    // 打开ADC设备
    adcHandle = AdcOpen(ADC_DEVICE_NUM);
    if (adcHandle == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: Open ADC%u fail!", __func__, ADC_DEVICE_NUM);
        return -1;
    }

    // 连续进行30次AD转换并读取转换结果
    for (i = 0; i < ADC_TEST_NUM; i++) {
        ret = AdcRead(adcHandle, ADC_CHANNEL_NUM, &readBuf[i]);
        if (ret != HDF_SUCCESS) {
            HDF_LOGE("%s: ADC read fail!:%d", __func__, ret);
            AdcClose(adcHandle);
            return -1;
        }
    }
    HDF_LOGI("%s: ADC read successful!", __func__);

    // 访问完毕关闭ADC设备
    AdcClose(adcHandle);

    return 0;
}