SmartPDCode/control/PDU-DC_UPGRADE/App/ADC/ADC.c

/*********************************************************************************************************
* 模块名称：ADC.c
* 摘    要：内部ADC应用，采用12bit。
* 当前版本：1.0.0
* 作    者：anycrying
* 完成日期：2024年04月06日 
* 内    容：
* 注    意：                                                                  
**********************************************************************************************************
* 取代版本：
* 作    者：
* 完成日期：
* 修改内容：
* 修改文件：
*********************************************************************************************************/

/*********************************************************************************************************
*                                              包含头文件
*********************************************************************************************************/
#include <stdbool.h>
#include "ADC.h"
#include "gd32e230x_conf.h"
#include "SysTick.h"
#include "Timer.h"
#include "math.h"
/*********************************************************************************************************
*                                              宏定义
*********************************************************************************************************/

/*********************************************************************************************************
*                                              枚举结构体
*********************************************************************************************************/

/*********************************************************************************************************
*                                              内部变量定义
*********************************************************************************************************/
bool adc_data_ok_flag = false;
uint8_t adc_sample_n;//采样次数
#if SUPPORT_2_V_GA_CHN
uint16_t adc_original_value[ADC_CH_N+ADC_V_CHN]={0};//存放各通道原始值
uint16_t adc_calc_value[ADC_Avg_N][ADC_CH_N+ADC_V_CHN];//各通道中间过程计算值
uint32_t adc_Avg_value[ADC_CH_N+ADC_V_CHN];//存放各通道平均值
extern uint16_t adc_data_zero[ADC_CH_N+ADC_V_CHN];
#else

uint16_t adc_original_value[ADC_CH_N]={0};//存放各通道原始值
uint16_t adc_calc_value[ADC_Avg_N][ADC_CH_N];//各通道中间过程计算值
uint32_t adc_Avg_value[ADC_CH_N];//存放各通道平均值
extern uint16_t adc_data_zero[ADC_CH_N];
#endif


/*********************************************************************************************************
*                                              内部函数声明
*********************************************************************************************************/
/*********************************************************************************************************
* 函数名称：Init_ADC
* 函数功能：初始化ADC模块
* 输入参数：void
* 输出参数：void
* 返 回 值：void
* 创建日期：2024年04月06日
* 注    意：
*********************************************************************************************************/
void Init_ADC(void)
{
	adc_sample_n = 0;
	ConfigADCGPIO();
}
/*********************************************************************************************************
* 函数名称：ConfigADCGPIO
* 函数功能：配置ADC的GPIO ，ADC通道3和4用于串口通信，所以扩展用了ADC通道9和10
* 输入参数：void 
* 输出参数：void
* 返 回 值：void
* 创建日期：2024年04月06日
* 注    意：
*********************************************************************************************************/
void ConfigADCGPIO(void)
{
    //使能RCU相关时钟
    rcu_periph_clock_enable(ADC_0_5_RCU);//使能GPIOA的时钟
	rcu_periph_clock_enable(ADC_67_RCU);//使能GPIOB的时钟
    //使能ADC时钟
    rcu_periph_clock_enable(RCU_ADC);
    //使能DMA的时钟
    rcu_periph_clock_enable(RCU_DMA);
    //配置ADC时钟
    rcu_adc_clock_config(RCU_ADCCK_APB2_DIV6);
  //设置GPIO为ADC接口 
#if SUPPORT_2_V_GA_CHN
		gpio_mode_set(ADC_0_5_IO, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, ADC_ch0|ADC_ch1|ADC_ch2|ADC_ch3|ADC_ch4|ADC_ch5|ADC_Vol_ch1|ADC_Vol_ch2);
#else
	gpio_mode_set(ADC_0_5_IO, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, ADC_ch0|ADC_ch1|ADC_ch2|ADC_ch3|ADC_ch4|ADC_ch5);//ADC通道3和4用于串口通信，所以扩展用了ADC通道9和10
#endif
	gpio_mode_set(ADC_67_IO, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, ADC_ch6|ADC_ch7);
	//复位ADC外设
	adc_deinit();
	//配置DMA
	ADC_dma_config();
	//内部ADC配置
	adc_special_function_config(ADC_SCAN_MODE,ENABLE);//配置ADC扫描转换模式
	adc_special_function_config(ADC_CONTINUOUS_MODE,ENABLE);//配置ADC连续转换模式
	adc_external_trigger_source_config(ADC_REGULAR_CHANNEL,ADC_EXTTRIG_REGULAR_NONE);//配置ADC外部触发是软件触发
	adc_data_alignment_config(ADC_DATAALIGN_RIGHT);//配置ADC数据对齐方式是右对齐
	adc_resolution_config(ADC_RESOLUTION_12B);//配置ADC为12位
#if SUPPORT_2_V_GA_CHN
	adc_channel_length_config(ADC_REGULAR_CHANNEL, ADC_CH_N+ADC_V_CHN);
	adc_regular_channel_config(8U, ADC_CHANNEL_3, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
	adc_regular_channel_config(9U, ADC_CHANNEL_2, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
#else
	adc_channel_length_config(ADC_REGULAR_CHANNEL, ADC_CH_N);//配置ADC规则通道组成或注入通道组的长度，因为用到8个通道，所以是8
#endif
	adc_regular_channel_config(0U, ADC_CHANNEL_0, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);//配置ADC通道组
    adc_regular_channel_config(1U, ADC_CHANNEL_1, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
    adc_regular_channel_config(2U, ADC_CHANNEL_4, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
    adc_regular_channel_config(3U, ADC_CHANNEL_5, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
    adc_regular_channel_config(4U, ADC_CHANNEL_6, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
    adc_regular_channel_config(5U, ADC_CHANNEL_7, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
    adc_regular_channel_config(6U, ADC_CHANNEL_8, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
    adc_regular_channel_config(7U, ADC_CHANNEL_9, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
		
	adc_enable();//使能
	adc_enable();//使能
	//delay_ms(2);
	adc_calibration_enable();//校准复位
	adc_dma_mode_enable();//使能DMA
	adc_software_trigger_enable(ADC_REGULAR_CHANNEL);//软件触发
	adc_software_trigger_enable(ADC_REGULAR_CHANNEL);
	//dma_interrupt_enable(DMA_CH0,DMA_INT_FTF);
}
/*********************************************************************************************************
* 函数名称：ADC_dma_config
* 函数功能：配置ADC采用DMA方式
* 输入参数：void 
* 输出参数：void
* 返 回 值：void
* 创建日期：2024年04月06日
* 注    意：
*********************************************************************************************************/
void ADC_dma_config(void)
{
    //通道参数配置
    dma_parameter_struct dma_data_parameter;
	//使能ADC时钟
    rcu_periph_clock_enable(RCU_ADC);
    //使能DMA的时钟
    rcu_periph_clock_enable(RCU_DMA);
    //复位DMA通道
    dma_deinit(DMA_CH0);
    
    //初始化DMA为单数据模式
    dma_data_parameter.periph_addr  = (uint32_t)(&ADC_RDATA);//设置DMA外设地址，也是DMA数据传输的源地址，ADC单次采样转换结束后，会将数据存入ADC_RDATA地址中
    dma_data_parameter.periph_inc   = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;//设置DMA数据传输的源地址自增算法取消，ADC每次转换后数据存入地址不变
    dma_data_parameter.memory_addr  = (uint32_t)(adc_original_value);//设置DMA存储器地址，也是DMA数据传输的目标地址
    dma_data_parameter.memory_inc   = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;//设置DMA数据传输目标地址自增算法使能，因为DMA每个周期需要传送八个数据，所以在一个周期内，目标地址要自增
    dma_data_parameter.periph_width = DMA_PERIPHERAL_WIDTH_16BIT;//设置DMA从外设中读出数据的位数，因为ADC转换后的数值是12位，用16位数值表示，所以这里设置为1字
    dma_data_parameter.memory_width = DMA_MEMORY_WIDTH_16BIT;  //设置DMA存入存储器的数据位数
    dma_data_parameter.direction    = DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY;//设置DMA的数据传输方向
#if SUPPORT_2_V_GA_CHN
		dma_data_parameter.number       = ADC_CH_N + ADC_V_CHN;
#else
    dma_data_parameter.number       = ADC_CH_N;//设置DMA一个周期要传输的数据个数，用了8个通道的ADC，所以在一个周期内要传输8个数据
#endif
    dma_data_parameter.priority     = DMA_PRIORITY_HIGH;//设置DMA数据传输高优先级
    dma_circulation_enable(DMA_CH0);//DMA循环模式使能，这样DMA在传输8个数据后，存储地址复位，自动开启下一轮传输
    dma_init(DMA_CH0, &dma_data_parameter);//初始化DMA
	dma_memory_to_memory_disable(DMA_CH0);//这里用不上，所以存储器到存储器DMA传输取消
    dma_channel_enable(DMA_CH0);//使能DMA通道
}
/*********************************************************************************************************
* 函数名称：DC_I_calfunction
* 函数功能：直流电流计算公式函数
* 输入参数：uint16_t 电流的ADC值
* 输出参数：uint32_t 浮点电流值(mA)
* 返 回 值：uint32_t 浮点电流值(mA)
* 创建日期：2024年04月06日
* 注    意：12位ADC转换公式：实际电压值V = (ADC参考电压Vref * 采样数值N) / 2^12
*           电流传感器转换公式：实际电流值I(A) = 实际电压值V / 灵敏度参数(V/A)
*           实际计算时，让小数变成整数，最终结果扩大1000倍
*********************************************************************************************************/
uint32_t DC_I_calfunction(uint16_t da,uint8_t channel)
{
	uint32_t temp_i = 0;
	uint32_t temp_v = 0;
	if(da > 0)
	{
#if SUPPORT_STM32_ADC
		switch(channel)
		{
			case 0:
			case 1:
			case 4:
			case 5:
			{
				temp_v = da;
				if(da < 0xA)
				{
					temp_v = 0;
				}
				temp_v *= ADC_Vref;
				temp_v *= 1000;
				temp_v = temp_v >> 12;
				temp_v *= 2.5;
				temp_i = temp_v;
				temp_i /= 10;//去掉第3位小数
				temp_i *= 10;
				//temp_i += 200;
				if(temp_i <= 80)
							temp_i = 0;
			}
				break;
			default:
			{
				temp_v = da;
				temp_v *= ADC_Vref;
				temp_v *= 1000;
				temp_v = temp_v >> 12;//temp_v /= ADC_Fulscale;
				temp_v /= A_gain;
				temp_i = temp_v / I_sens;
				temp_i /= 10;//去掉第3位小数
				temp_i *= 10;
				temp_i += 70;
				if(temp_i <= 80)
							temp_i = 0;
			}
		}
		
#else
		temp_v = da;
		temp_v *= ADC_Vref;
		temp_v *= 1000;
		temp_v = temp_v >> 12;//temp_v /= ADC_Fulscale;
		temp_v /= A_gain;
		temp_i = temp_v / I_sens;
		temp_i /= 10;//去掉第3位小数
		temp_i *= 10;
		if(temp_i < 20)
			temp_i = 0;
#endif
		return temp_i;
	}
	else
	{
		return 0;
	}
}
#if SUPPORT_2_V_GA_CHN
uint32_t DC_V_calfunction(uint16_t va)
{
	uint32_t temp_i = 0;
	uint32_t temp_v = 0;
	if(va)
	{
		temp_v = va;
		temp_v *= ADC_Vref;
		temp_v *= 1000;
		temp_v = temp_v >> 12;
		temp_v *= ADC_V_Gain;
		temp_i = temp_v;
		temp_i /= 10;
		temp_i /= 10;
		return temp_i;
	}
	return 0;
}

//void read_voltage_val(void)
//{
//	if(adc_sample_n < ADC_Avg_N)
//	{
//		adc_Avg_value[ADC_VOL] += adc_original_value[ADC_VOL];
//		adc_sample_n++;
//	}else
//	{
//		adc_sample_n = 0;
//		adc_Avg_value[ADC_VOL] = adc_Avg_value[ADC_VOL] / ADC_Avg_N;
//		if(adc_Avg_value[ADC_VOL] > adc_data_zero[ADC_VOL])
//		{
//			adc_Avg_value[ADC_VOL] -= adc_data_zero[ADC_VOL];
//		}
//		else
//		{
//			adc_Avg_value[ADC_VOL] = 0;
//		}
//	}
//}

#endif
/*********************************************************************************************************
* 函数名称：read_adc_val
* 函数功能：读取ADC各通道的数据，并将原始值存储到缓冲区，采样ADC_Avg_N次后才计算均值
* 输入参数：void 
* 输出参数：void
* 返 回 值：void
* 创建日期：2024年04月06日
* 注    意：
*********************************************************************************************************/
#if SUPPORT_2_V_GA_CHN
static uint16_t sort_buff[ADC_CH_N+ADC_V_CHN][ADC_Avg_N] = {0};
#else
static uint16_t sort_buff[ADC_CH_N][ADC_Avg_N] = {0};
#endif

static void buff_sort(uint16_t *arr,int num)
{
	int i,j;
	uint16_t tmp;
	for(j=0; j < num;j++)
	{
		for(i =0; i < (num -j-1);i++)
		{
			if(arr[i+1] > arr[i])
			{
				tmp = arr[i+1];
				arr[i+1] = arr[i];
				arr[i] = tmp;
			}
		}
	}
}

static uint32_t calculate_all(uint16_t *arr,int num)
{
	uint32_t temp;
	for(int i= 0; i < num;i++)
	{
		temp+=arr[i];
	}
	temp = (temp /num);
	return temp;
}



void read_adc_val(void)
{
	int8_t i = 0;

	if(adc_sample_n < ADC_Avg_N)
	{
		for(i = 0;i < ADC_CH_N ;i++)
		{
			 sort_buff[i][adc_sample_n] = adc_original_value[i];
				//adc_Avg_value[i] += adc_original_value[i];
		}

#if SUPPORT_2_V_GA_CHN 
		adc_Avg_value[ADC_VOL] += (uint16_t)(abs(adc_original_value[ADC_VOL] - adc_original_value[ADC_VOL+1]));
#endif
		adc_sample_n++;
	}
	else
	{
		adc_sample_n = 0;
		
		for(i = 0;i < ADC_CH_N ;i++)
		{
			uint16_t *arr = &sort_buff[i][0];
			buff_sort(arr,ADC_Avg_N);
			
			//arr = &sort_buff[i][2];
			
			//adc_Avg_value[i] = calculate_all(arr,ADC_Avg_N);
			adc_Avg_value[i] = sort_buff[i][6];
			//adc_Avg_value[i] = adc_Avg_value[i] / ADC_Avg_N;
			if(adc_Avg_value[i] > adc_data_zero[i])
			{
				adc_Avg_value[i] -= adc_data_zero[i];
			}
			else
			{
				adc_Avg_value[i] = 0;
			}
		}
#if SUPPORT_2_V_GA_CHN
		//adc_Avg_value[ADC_VOL] = adc_Avg_value[ADC_VOL] / ADC_Avg_N;
		uint16_t *arr = &sort_buff[ADC_VOL][0];
		buff_sort(arr,ADC_Avg_N);
		arr = &sort_buff[ADC_VOL][1];
			
		//adc_Avg_value[ADC_VOL] = calculate_all(arr,ADC_Avg_N-3);
		adc_Avg_value[ADC_VOL] = sort_buff[ADC_VOL][6];
		if(adc_Avg_value[ADC_VOL] > adc_data_zero[ADC_VOL])
		{
			adc_Avg_value[ADC_VOL] -= adc_data_zero[ADC_VOL];
		}
		else
		{
			adc_Avg_value[ADC_VOL] = 0;
		}
#endif		
		adc_data_ok_flag = true;
	}
}

#if NO_USE_IM1253E










#endif