如何設(shè)計基于STM8的ADC0832采集及藍牙通信系統(tǒng)？
最近在淘寶逛的時候發(fā)現(xiàn)了一款單片機，STM8。相比之前一直使用的也是8位的AVR相比，感覺STM8更為強大，芯片特點如下：
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201709/364742.htm
內(nèi)核：具有3級流水線的哈佛結(jié)構(gòu)、擴展指令集
程序存儲器：8K字節(jié)Flash;RAM：1K字節(jié)
數(shù)據(jù)存儲器：640 字節(jié)真正的數(shù)據(jù)EEPROM;可達30萬次擦寫
更重要的一點就是STM8系列若使用庫編程的話，可以方便的不同芯片的程序移植。甚至可以方便的移植到STM32上面，大大減輕了更新硬件的重寫程序的工作量。
ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。(簡述和圖片均來之百度百科)
本文適合STM8控制ADC0832，程序是使用庫編程，編譯工具IAR。其實STM8也自帶ADC轉(zhuǎn)換模塊了......
本程序還包括藍牙串口通信，方便將得到數(shù)據(jù)從串口輸出，我是編寫了安卓上位機的app，方便在安卓上面顯示圖像。
程序還是用了定時器TIM4，確保每次采樣的間隔大致相等，對之后的數(shù)據(jù)處理提供了基礎(chǔ)。
先介紹核心mian.c文件，主要功能是初始化串口UART1，定時器TIMER4，還有一個發(fā)送16進制的函數(shù)。其中發(fā)送完數(shù)據(jù)再發(fā)送一個字符’U’作為一個數(shù)據(jù)的結(jié)束(你也可以自己定義)。這里說說為什么要選用16進制，而不是10進制，STM8速度有限，為了減少單指令操作，程序用了移位操作，這樣可得到16進制每位數(shù)值，在發(fā)送到安卓上位機，上位機運算速度快，再轉(zhuǎn)化成10進制，這樣可以資源合理分配。
main.c程序：
#include "stm8s.h"
#include "stm8s_it.h"
uint8_t HexTable[]={‘0‘,‘1‘,‘2‘,‘3‘,‘4‘,‘5‘,‘6‘,‘7‘,‘8‘,‘9‘,‘A‘,‘B‘,‘C‘,‘D‘,‘E‘,‘F‘};
uint8_t i=0;
//串口UART1初始化
void Init_UART(void)
{
//默認初始化
UART1_DeInit();
//設(shè)置波特率9600 8位數(shù)據(jù) 1位停止位 無校驗 外部時鐘不可用 模式接收發(fā)送
UART1_Init((u32)9600, UART1_WORDLENGTH_8D, UART1_STOPBITS_1, UART1_PARITY_NO, UART1_SYNCMODE_CLOCK_DISABLE, UART1_MODE_TXRX_ENABLE);
//設(shè)置接收寄存器溢出中斷
UART1_ITConfig(UART1_IT_RXNE_OR, ENABLE);
}
//定時器TIM4初始化
void Init_Timer4(void)
{
//1ms中斷一次
TIM4_TimeBaseInit(TIM4_PRESCALER_128, 124);
/* Clear TIM4 update flag */
TIM4_ClearFlag(TIM4_FLAG_UPDATE);
/* Enable update interrupt */
TIM4_ITConfig(TIM4_IT_UPDATE, ENABLE);
TIM4_Cmd(ENABLE);
}
//發(fā)送字節(jié)
void Send(uint8_t dat)
{
//檢查并等待發(fā)送寄存器是否為空
while(( UART1_GetFlagStatus(UART1_FLAG_TXE)==RESET));
//發(fā)送字節(jié)
UART1_SendData8(dat);
}
//發(fā)送16位16進制
void UART1_mysend16hex(u16 dat)
{
Send(HexTable[(dat>>12)&0x0f]);
Send(HexTable[(dat>>8)&0x0f]);
Send(HexTable[(dat>>4)&0x0f]);
Send(HexTable[(dat)&0x0f]);
}
//發(fā)送8位16進制
void UART1_mysend8hex(uint8_t dat)
{
Send(HexTable[(dat>>4)&0x0f]);
Send(HexTable[(dat)&0x0f]);
Send(‘U‘);
}
void main()
{
//初始化
Init_UART();
Init_Timer4();
//中斷開啟
enableInterrupts();
while(1)
{
}
}
//這個必須加上 不然會報錯 估計是庫的要求
#ifdef USE_FULL_ASSERT
void assert_failed(u8* file, u32 line)
{
while (1)
{
}
}
#endif
接下來說說中斷函數(shù)表stm8s_it.c
其中只要選用兩個中斷函數(shù)就可以了：
INTERRUPT_HANDLER(UART1_RX_IRQHandler, 18) 接收寄存器溢出中斷
里面添加安卓上位機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)的處理程序，我這里寫的是ADC0832通道選擇的判斷。
INTERRUPT_HANDLER(TIM4_UPD_OVF_IRQHandler, 23) 定時器4計數(shù)器溢出中斷
里面添加初始化ADC0832和ADC0832數(shù)據(jù)讀取并UART1發(fā)送到安卓上位機。
stm8s_it.c程序：
#include "stm8s_it.h"
#include "ADC0832.h"
extern uint8_t i;
uint8_t channel=1 ;
//接收寄存器溢出中斷
INTERRUPT_HANDLER(UART1_RX_IRQHandler, 18)
{
/* In order to detect unexpected events during development,
it is recommended to set a breakpoint on the following instruction.
*/
//下面是我做的安卓上位機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)判斷，這里可以改成自己想要的程序
uint8_t tempData;
tempData = UART1_ReceiveData8();
if(tempData==‘A‘)
{
channel = 0;
}
if(tempData==‘Z‘)
{
channel = 1;
}
//清除UART1中斷標識符
UART1_ClearITPendingBit(UART1_IT_RXNE);
}
//定時器4計數(shù)器溢出中斷[!--empirenews.page--]
INTERRUPT_HANDLER(TIM4_UPD_OVF_IRQHandler, 23)
{
/* In order to detect unexpected events during development,
it is recommended to set a breakpoint on the following instruction.
*/
//1*10m執(zhí)行一次
i++;
if(i==10)
{
//進行ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換
//初始化ADC芯片，寫入通道
AD_init(channel);
u8 u8_adc1_value;
//進行數(shù)據(jù)讀出
u8_adc1_value = AD_read();
//發(fā)送8位數(shù)據(jù)
UART1_mysend8hex(u8_adc1_value);
//清除UART1中斷標識符
UART1_ClearITPendingBit(UART1_IT_RXNE);
i=0;
}
TIM4_ClearITPendingBit(TIM4_IT_UPDATE);
}
這里說說ADC0832的操作函數(shù)：ADC0832.c
程序包括初始化STM8的GPIO，初始化ADC0832和讀取ADC0832數(shù)據(jù)
主要是DODI端口復(fù)用的問題，由于STM8端口作為輸入輸出，需要重新初始化GPIO，所以比一般51單片機的程序要復(fù)雜一點。最后讀取數(shù)據(jù)先是從高位讀出，再低位讀出，進行校驗，相同數(shù)值再輸出。
附上時序圖
ADC0832.c程序：
/**********************************************
程序名稱:ADC0832子程序
作 者:devinzhang91
時 間:2014.10.04
**********************************************/
#ifndef ADC0832_H
#define ADC0832_H
#include "stm8s.h"
//端口設(shè)置
#define CLK_GPIO_PORT (GPIOC)
#define CLK_GPIO_PINS (GPIO_PIN_3)
#define DI_GPIO_PORT (GPIOC)
#define DI_GPIO_PINS (GPIO_PIN_4)
#define DO_GPIO_PORT (GPIOC)
#define DO_GPIO_PINS (GPIO_PIN_4)
#define CS_GPIO_PORT (GPIOC)
#define CS_GPIO_PINS (GPIO_PIN_1)
/********************************************************
函數(shù)名稱:void ioInit(void)
函數(shù)作用:初始化GPIO
參數(shù)說明:null
********************************************************/
void ioInit(void)
{
{
//全為輸出模式
GPIO_Init(CLK_GPIO_PORT, CLK_GPIO_PINS, GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST);
GPIO_Init(DI_GPIO_PORT, DI_GPIO_PINS, GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST);
GPIO_Init(DO_GPIO_PORT, DO_GPIO_PINS, GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST);
GPIO_Init(CS_GPIO_PORT, CS_GPIO_PINS, GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST);
}
/********************************************************
函數(shù)名稱:void ioChange()
函數(shù)作用:初始化GPIO
參數(shù)說明:i=0,表示輸出，i=1，表示輸入
********************************************************/
void ioChange(uchar i)
{
if( i == 0)
GPIO_Init(DO_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)DO_GPIO_PINS, GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST);
if( i == 1)
GPIO_Init(DI_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)DI_GPIO_PINS, GPIO_MODE_IN_PU_NO_IT);
}
/********************************************************
函數(shù)名稱:void AD_init(uchar i)
函數(shù)作用:初始化ADC0832
參數(shù)說明:i=0,表示通道0，i=1，表示通道1
********************************************************/
void AD_init(uchar i)
{
ioInit(); //初始化io
ioChange(0); //作為輸出
GPIO_WriteLow(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS); //形成下降沿
asm("nop");
asm("nop");
GPIO_WriteHigh(DO_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)DO_GPIO_PINS); /*在第1 個時鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號*/
asm("nop");
asm("nop");
GPIO_WriteLow(CS_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CS_GPIO_PINS); //使能ADC0832
asm("nop");
asm("nop");
GPIO_WriteHigh(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS);
asm("nop");
asm("nop");
GPIO_WriteLow(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS); //形成下降沿1
asm("nop");
asm("nop"); /*在第2、3個脈沖下沉之前DI端應(yīng)輸入2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能*/
if( i==0 )
GPIO_WriteLow(DO_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)DO_GPIO_PINS);
if( i==1 )
GPIO_WriteHigh(DO_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)DO_GPIO_PINS);
asm("nop");
asm("nop");
GPIO_WriteHigh(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS);
asm("nop");
asm("nop");
GPIO_WriteLow(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS); //形成下降沿2
asm("nop");
asm("nop");
if( i==0 )
GPIO_WriteLow(DO_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)DO_GPIO_PINS);
if( i==1 )
GPIO_WriteHigh(DO_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)DO_GPIO_PINS);
GPIO_WriteHigh(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS);
asm("nop");
asm("nop");
GPIO_WriteLow(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS); //形成下降沿3
asm("nop");[!--empirenews.page--]
asm("nop");
}
/********************************************************
函數(shù)名稱:uchar AD_read()
函數(shù)作用:讀取ADC0832轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)
參數(shù)說明:無
函數(shù)返回:返回8位的數(shù)據(jù)
********************************************************/
u8 AD_read()
{
u8 temp1 = 0;
u8 temp2 = 0;
uchar i = 0;
GPIO_WriteHigh(DO_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)DO_GPIO_PINS);
asm("nop");
asm("nop");
ioChange(1); //作為輸入
for(i = 0; i < 8; i++)
{
GPIO_WriteHigh(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS);
asm("nop");
asm("nop");
GPIO_WriteLow(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS); //形成下降沿
asm("nop");
asm("nop");
temp1 = temp1 << 1;
if(GPIO_ReadInputPin(DI_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)DI_GPIO_PINS) !=0)
temp1 |= 0x01;
else temp1 |= 0x00;
}
for(i = 0; i < 8; i++)
{
temp2 = temp2>>1;
if(GPIO_ReadInputPin(DI_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)DI_GPIO_PINS) !=0)
temp2 = temp2|0x80;
GPIO_WriteHigh(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS);
asm("nop");
asm("nop");
GPIO_WriteLow(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS); //形成下降沿
asm("nop");
asm("nop");
}
GPIO_WriteHigh(CLK_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CLK_GPIO_PINS);
asm("nop");
asm("nop");
GPIO_WriteHigh(DO_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)DO_GPIO_PINS);
asm("nop");
asm("nop");
GPIO_WriteHigh(CS_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)CS_GPIO_PINS); //使能ADC0832
asm("nop");
asm("nop");
if(temp1 == temp2)
return temp1;
else
return 0;
}
#endif
再說說安卓上位機，一個簡單藍牙接收的apk，用于實時畫圖，可以顯示和畫出一段時間內(nèi)的STM8采樣的數(shù)值，從后臺接收數(shù)據(jù)，發(fā)送消息至進程更新UI。
為了方便大家學習，工程已經(jīng)打包上傳，http://download.csdn.net/detail/devintt/8029389
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