ADCは簡単だと思っていたがかなり苦戦してしまった。SDKに問題があるらしく機能の組み合わせ方で誤動作してしまうのだ。
最初に試したのは、ADC with DMA というDMA転送機能であるがマルチソース機能が便利かなと思って試して見たら見事にドツボにハマる。とにかく不安定というかソースを複数組み合わると変換結果がおかしくなる。暫く悪戦苦闘してみたがラチがあかないのでこの機能は問題外として綺麗さっぱり忘れることに。DMA転送を使ったシンプルな連続サンプリングも便利かなとは思ったけど肝心のADCが遅いしなと考えたら必要ないかもと思ってしまった。
さらに平均化処理のためのマルチサンプリング機能や連続変換モードも変換結果がおかしかったり永久に変換完了にならなかったりする。マルチソースやマルチサンプリング、連続変換機能はソフトウェア実装していてそのロジックがバグバグしてるんだろうと思う。
ということで普通にシンプルなシングルショット変換しか使えないということがわかったがマルチソースやマルチサンプリング機能はないよりもあったほうが良いと思うので独自実装してみた。特にマルチソースに関してはソース毎に全ての変換パラメタを変更できるようにしたので凄く便利に使えるはず。一つだけ気になるのは内部温度センサーだ。安定はしているがデータシートがウソっぽく見えるほどの誤差というか個体差によるバラツキが激しいようなので内部温度センサーは使えないと思った方がいいだろう。
ちなみに、変換完了にならなかった経験から変換完了を判断するためのbAHI_AdcPoll()は怪しすぎて使う気になれなかったのでデータシートから変換に必要なクロック数を計算しその時間経過したら変換完了としている。変換完了の判定処理まで自作することになるなんて初めての経験だ。(-_-;)
変換時間は最速で9.5usなので割り込みを使って連続変換すると他のコードが動かなくなる可能性があることから割り込みは使っていない。
あと、マルチソース機能はバックグラウンド処理(yield)を利用して連続変換していることに注意しよう。
【マルチソースのサンプル】
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#include "device.h" AdcConfig adc[6]; void setup(void) { Debug::begin(); adc[0].source(AdcConfig::SRC_ADC_1); adc[1].source(AdcConfig::SRC_ADC_2); adc[2].source(AdcConfig::SRC_ADC_3); adc[3].source(AdcConfig::SRC_ADC_4); adc[4].source(AdcConfig::SRC_ADC_TEMP); adc[5].source(AdcConfig::SRC_ADC_VOLT); MAdc::begin(adc, sizeof(adc) / sizeof(adc[0])); } void loop(void) { static uint32 t = 0; if (micros() - t >= 1000000) { t += 1000000; uint16 adc1 = MAdc::voltage(AdcConfig::SRC_ADC_1); uint16 adc2 = MAdc::voltage(AdcConfig::SRC_ADC_2); uint16 adc3 = MAdc::voltage(AdcConfig::SRC_ADC_3); uint16 adc4 = MAdc::voltage(AdcConfig::SRC_ADC_4); int16 temp = MAdc::temperature(); uint16 volt = MAdc::voltage(AdcConfig::SRC_ADC_VOLT); Debug::printf("ADC(%u, %u, %u, %u), TEMP(%d), VOLT(%u)\n", adc1, adc2, adc3, adc4, temp, volt); } } |
【ライブラリ】
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/* adc.h - ADC Library for NXP-JN516x Copyright (c) 2022 Sasapea's Lab. All right reserved. This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. This library is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU Lesser General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License along with this library; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA */ #pragma once #include <jendefs.h> #include <AppHardwareApi.h> #include "ticktimer.h" #include "analog.h" #include "gpio.h" #define ADC_BIT_RESOLUTION 10 // bits #define ADC_MAX_VALUE ((1 << ADC_BIT_RESOLUTION) - 1) #ifndef ADC_TEMP_CORRECTION_VALUE #define ADC_TEMP_CORRECTION_VALUE 14 #endif /* I/O Ports ADC1: ADC1 ADC2: ADC2_VREF ADC3: DIO0 ADC4: DIO1 The following SDK API seems to have a bug. vAHI_AdcStartAccumulateSamples() bAHI_AdcPoll() bAHI_AdcEnableSampleBuffer() */ class AdcConfig { public: typedef enum { SRC_ADC_1 = E_AHI_ADC_SRC_ADC_1, // ADC1 input SRC_ADC_2 = E_AHI_ADC_SRC_ADC_2, // ADC2 input SRC_ADC_3 = E_AHI_ADC_SRC_ADC_3, // ADC3 input SRC_ADC_4 = E_AHI_ADC_SRC_ADC_4, // ADC4 input #ifdef E_AHI_ADC_SRC_ADC_5 SRC_ADC_5 = E_AHI_ADC_SRC_ADC_5, // ADC5 input on JN5169 #endif #ifdef E_AHI_ADC_SRC_ADC_6 SRC_ADC_6 = E_AHI_ADC_SRC_ADC_6, // ADC6 input on JN5169 #endif SRC_ADC_TEMP = E_AHI_ADC_SRC_TEMP, // on-chip temperature sensor SRC_ADC_VOLT = E_AHI_ADC_SRC_VOLT, // internal voltage monitor } SRC; typedef enum { RANGE_1 = E_AHI_AP_INPUT_RANGE_1, // 0 to Vref RANGE_2 = E_AHI_AP_INPUT_RANGE_2, // 0 to 2Vref } RANGE; typedef enum { SAMPLES_2 = E_AHI_ADC_ACC_SAMPLE_2, // 2 samples SAMPLES_4 = E_AHI_ADC_ACC_SAMPLE_4, // 4 samples SAMPLES_8 = E_AHI_ADC_ACC_SAMPLE_8, // 8 samples SAMPLES_16 = E_AHI_ADC_ACC_SAMPLE_16, // 16 samples SAMPLES_1, } SAMPLES; /* must be first call */ AdcConfig& source(SRC source) { _source = source; _range = RANGE_1; _samples = SAMPLES_1; _adcref = ANALOG_BANDGAP; _clock = Analog::CLOCK_500KHZ; _capture = Analog::CAPTURE_2; return *this; } AdcConfig& range(RANGE value) { _range = value; return *this; } AdcConfig& samples(SAMPLES value) { _samples = value; return *this; } AdcConfig& reference(uint16 value) { _adcref = value; return *this; } AdcConfig& clock(Analog::CLOCK value) { _clock = value; return *this; } AdcConfig& capture(Analog::CAPTURE value) { _capture = value; return *this; } private: void configure(void) { Analog::clock(_clock); Analog::capture(_capture); Analog::reference(_adcref != ANALOG_BANDGAP); Analog::interrupt(false); Analog::configure(); } uint16 periods(void) { // return 16MHz clock periods. return (((_capture + 1) << 1) * 3 + 13) << (_clock + 3); } friend class Adc; friend class MAdc; SRC _source; RANGE _range; SAMPLES _samples; uint16 _adcref; Analog::CLOCK _clock; Analog::CAPTURE _capture; }; class Adc { public: typedef enum { MODE_SINGLE_SHOT = E_AHI_ADC_SINGLE_SHOT, // single-shot mode MODE_CONTINUOUS = E_AHI_ADC_CONTINUOUS, // continous mode } MODE; static void begin(MODE mode, AdcConfig& conf) { AdcConfig::RANGE range = conf._range; _adcref = conf._adcref; if (conf._adcref == ANALOG_BANDGAP) { if (conf._source == AdcConfig::SRC_ADC_TEMP) range = AdcConfig::RANGE_1; else if (conf._source == AdcConfig::SRC_ADC_VOLT) { range = AdcConfig::RANGE_2; _adcref = ANALOG_BANDGAP * 2 * 1000 / 666; } } else if (conf._range) _adcref <<= 1; switch ((uint8)conf._source) { case AdcConfig::SRC_ADC_3: Gpio::pinMode(Gpio::DIO0, Gpio::INPUT); break; case AdcConfig::SRC_ADC_4: Gpio::pinMode(Gpio::DIO1, Gpio::INPUT); break; } _samples = conf._samples; _periods = conf.periods(); _mode = mode; _status = 0; _adcsum = 0; _count = 0; _result = 0; conf.configure(); vAHI_AdcEnable(E_AHI_ADC_SINGLE_SHOT, range, conf._source); } static void end(void) { if (_status) { _status = 0; vAHI_AdcDisable(); } } static void start(void) { if (!(_status & ~COMVERSION_END)) { _status = 1 << _mode; _adcsum = 0; _count = 0; vAHI_AdcStartSample(); _start = TickTimer::read(); } } static bool conversion(void) { if (_status & COMVERSION_END) return true; if (!_status || (TickTimer::read() - _start < _periods)) return false; uint16 value = u16AHI_AdcRead(); if (_samples >= AdcConfig::SAMPLES_1) _result = value; else { _adcsum += value; if (++_count < (1 << (_samples + 1))) { vAHI_AdcStartSample(); _start = TickTimer::read(); return false; } _result = (_adcsum + (1 << _samples)) >> (_samples + 1); _adcsum = 0; _count = 0; } if (_mode == MODE_CONTINUOUS) { vAHI_AdcStartSample(); _start = TickTimer::read(); _status = COMVERSION_END | (1 << MODE_CONTINUOUS); } else _status = COMVERSION_END; return true; } static uint16 read(void) { _status &= ~COMVERSION_END; return _result; } static uint16 voltage(void) { return read() * _adcref / ADC_MAX_VALUE; } static int16 temperature(void) { return temperature(voltage()); } static int16 temperature(int16 volt) { if (volt <= 610) return -40; if (volt >= 840) return 125; volt -= 730; return ADC_TEMP_CORRECTION_VALUE + 25 + (volt < 0 ? volt * 65 / 120 : volt * 100 / 110); } static uint16 reference(void) { return _adcref; } private: static const uint8 COMVERSION_END = 0x80; static AdcConfig::SAMPLES _samples; static MODE _mode; static uint32 _start; static uint16 _periods; static uint16 _adcref; static uint16 _adcsum; static uint16 _result; static uint8 _count; static uint8 _status; }; class MAdc { public: static void begin(const AdcConfig *conf, uint8 size) { _index = 0; _count = 0; while (size-- && (_count < ADC_SRC_MAX)) _config[_count++] = *conf++; if (_count) next(false); } static void end(void) { _count = 0; Adc::end(); } static uint16 read(AdcConfig::SRC source) { return _result[source]; } static uint16 voltage(AdcConfig::SRC source) { return read(source) * _adcref[source] / ADC_MAX_VALUE; } static int16 temperature(void) { return Adc::temperature(voltage(AdcConfig::SRC_ADC_TEMP)); } static void handle(void) { if (_count) { if (Adc::conversion()) next(true); } } private: static void next(bool conversion) { if (conversion) { AdcConfig::SRC source = _config[_index]._source; _result[source] = Adc::read(); _adcref[source] = Adc::reference(); if (++_index >= _count) _index = 0; } Adc::begin(Adc::MODE_SINGLE_SHOT, _config[_index]); Adc::start(); } static const uint8 ADC_SRC_MAX = AdcConfig::SRC_ADC_VOLT + 1; static uint8 _index; static uint8 _count; static AdcConfig _config[ADC_SRC_MAX]; static uint16 _result[ADC_SRC_MAX]; static uint16 _adcref[ADC_SRC_MAX]; }; |
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/* adc.cpp - ADC Library for NXP-JN516x Copyright (c) 2022 Sasapea's Lab. All right reserved. This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. This library is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU Lesser General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License along with this library; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA */ #include "adc.h" AdcConfig::SAMPLES Adc::_samples; Adc::MODE Adc::_mode; uint32 Adc::_start; uint16 Adc::_periods; uint16 Adc::_adcref; uint16 Adc::_adcsum; uint16 Adc::_result; uint8 Adc::_count; uint8 Adc::_status; uint8 MAdc::_count; uint8 MAdc::_index; AdcConfig MAdc::_config[]; uint16 MAdc::_result[]; uint16 MAdc::_adcref[]; |
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/* analog.h - Analog Configure Library for NXP-JN516x Copyright (c) 2022 Sasapea's Lab. All right reserved. This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. This library is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU Lesser General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License along with this library; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA */ #pragma once #include <jendefs.h> #include <AppHardwareApi.h> /* I/O Ports External VREF: ADC2-VREF */ #define ANALOG_BANDGAP 1235 // mV class Analog { public: typedef enum { CAPTURE_2 = E_AHI_AP_SAMPLE_2, // 2 clock periods CAPTURE_4 = E_AHI_AP_SAMPLE_4, // 4 clock periods CAPTURE_6 = E_AHI_AP_SAMPLE_6, // 6 clock periods CAPTURE_8 = E_AHI_AP_SAMPLE_8, // 8 clock periods } CAPTURE; typedef enum { CLOCK_2MHZ = E_AHI_AP_CLOCKDIV_2MHZ, // divisor of 8 CLOCK_1MHZ = E_AHI_AP_CLOCKDIV_1MHZ, // divisor of 16 CLOCK_500KHZ = E_AHI_AP_CLOCKDIV_500KHZ, // divisor of 32 (500kHz is recommended for ADC) CLOCK_250KHZ = E_AHI_AP_CLOCKDIV_250KHZ, // divisor of 64 } CLOCK; static void begin(void) { _interrupt = false; _clock = CLOCK_500KHZ; _capture = CAPTURE_2; _reference = false; } static void configure(void) { vAHI_ApConfigure(true, _interrupt, _capture, _clock, _reference); while (!bAHI_APRegulatorEnabled()) continue; } static void stop(void) { vAHI_ApConfigure(false, 0, 0, 0, 0); } static void decoupling(bool enable) { // Decoupling VREF Pin. vAHI_ProtocolPower(true); vAHI_ApSetBandGap(enable); } static void interrupt(bool enable) { _interrupt = enable; } static void clock(CLOCK clock) { _clock = clock; } static void capture(CAPTURE capture) { _capture = capture; } static void reference(bool external) { _reference = external; } private: static bool _interrupt; static CLOCK _clock; static CAPTURE _capture; static bool _reference; }; |
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/* analog.cpp - Analog Configure Library for NXP-JN516x Copyright (c) 2022 Sasapea's Lab. All right reserved. This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. This library is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU Lesser General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License along with this library; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA */ #include "analog.h" bool Analog::_interrupt; Analog::CLOCK Analog::_clock; Analog::CAPTURE Analog::_capture; bool Analog::_reference; |
次回は、Comparatorの予定。
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