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NK-980IOT测评之ADC接口触摸屏测试

发布于 2022-03-16 10:41:53 浏览：897 订阅该版

[tocm]

# 特征
- 一个ADC,12位精度,逐次逼近型
- 9路单端输入
- 微分误差非线性误差DNL: +/-1.5 LSB;积分非线性误差 INL: +/-3 LSB
- 采样率200kSPS
- 轨到轨 VREF ~ AGND测量
- 模拟电压2.7-3.6V,数字电压1.2V
- 自动掉电
- 低功耗2170uW (at 200k SPS), < 1uA
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220316/91ffc57d43895e7c9dce5c82747cc640.png.webp)
# 配置
- 时钟源
ADC_S (CLK_DIVCTL7[20:19])
- 分频
ADC_N (CLK_DIVCTL7[31:24]) 
- 使能外设时钟
ADCCKEN (CLK_PCLKEN1[24]). 
- 复位外设控制器
ADCRST(SYS_APBIPRST1[24])
写1复位,写0结束复位。
- 引脚配置
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220316/67e3a2faaaaa386f02846bde4454968a.png.webp)

# 功能
## 量化
1LSB=VREF/4096
## 通道选择
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220316/b84ce698ee9cb48848718dd5dd762f7f.png.webp)

## 采样
采样必须满足如下条件
从下可以看出,如果Rsrc大,也就是驱动电流小,则fclk要小,也就是采样时间要长,也就是需要的充电时间要长。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220316/e9ca333c55e68c4cce95d48bb7d25a31.png.webp)
200ks/s时,典型值如下:
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220316/b682726d23ee06f9fdd57bd7574faab3.png.webp)
## 参考电压选择
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220316/bbf65da65b3fcc68c6b4331838be4a60.png.webp)
## 时序
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220316/481803449f6f26267898f0bbfd999f51.png.webp)
其中REFCNT (ADC_CONF[19:16])
设置Wait阶段的额外等待参考电压稳定时间。

SAMPCNT (ADC_CONF[19:16])
设置额外的采样和保持时间。

# 寄存器
- ADC_CTL
控制启动,上电,使能模块
- ADC_CONF
设置采样次数,等待参考电压稳定的时间REFCNT ,
通道选择,参考电压选择,正常转化使能
NAC_EN (ADC_CONF[2]) 置位启动转换。
- ADC_IER
中断使能
- ADC_ISR
转换状态
- ADC_DATA
转换结果
# 硬件资源
## 引脚
PB0 AIN[0] MFP8
PB2 AIN[2] MFP8
PB4 AIN[4] MFP8
PB6 AIN[6] MFP8
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220316/24a5c28280be4963f0f1df16b2f4e8ef.png.webp)
## 四线电阻屏采样原理
上述四个ADC引脚实际是用来作为四线电阻屏采样使用的。

四线电阻屏的等效示意如下:
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220316/e1159f49a6f9c51d06177bd591a34b94.png.webp)
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220316/de42d94b6903583df100e789baf3fb7a.png)

GND:推挽输出低
VCC:推挽输出高
Hi-Z:无上下拉,输入
ADC:模拟输入

# 代码编写
```
void lcd_touch_init(void)
{
		/* 1.时钟配置使能 */
		/* 使能外设时钟 寄存器有保护 所以调用库函数 */
		//M32(REG_CLK_PCLKEN1) |= 1u<<24;
    /* Enable ADC engine clock */
    nu_sys_ipclk_enable(ADCCKEN);
	
		/* 2.复位模块 */
		/* 复位模块 寄存器有保护 所以调用库函数 */
		//M32(REG_SYS_APBIPRST1)|= 1u<<24;
		//M32(REG_SYS_APBIPRST1)&= ~(1u<<24);
    /* Reset the ADC IP */
    nu_sys_ip_reset(ADCRST);
	
		/*选择时钟源 bit[20:19]
			00 = ADC_SrcCLK is from XIN.
			01 = Reserved.
			10 = ADC_SrcCLK is from APLLFOut.
			11 = ADC_SrcCLK is from UPLLFOut.
	   */
	  M32(REG_CLK_DIVCTL7) = (M32(REG_CLK_DIVCTL7) & (~(3u<<19))) | (0u<<19); /* 选择外部12M ADC_S=0 */
		
		/*bit[31:24]
			ADC_CLK = ADC_SrcCLK / (ADC_N + 1).
		*/
	  M32(REG_CLK_DIVCTL7) = (M32(REG_CLK_DIVCTL7) & (~(0xFFu<<24))) | (2u<<24); /*  ADC_N=2 3分频 4M */
		
		/* 配置ADC */
		M32(REG_ADC_CTL) |= 1u<<0;  /*  Power on ADC. */
		M32(REG_ADC_CTL) |= 1u<<1;  /*  Power on internal bandgap. */
		
		M32(REG_ADC_CONF) = (M32(REG_ADC_CONF) & (~(0xFFu<<24))) | (64<<24);  /* SAMPCNT = 64 */
		M32(REG_ADC_CONF) = (M32(REG_ADC_CONF) & (~(0x0F<<16))) | (1u<<16);  /* REFCNT = 1 2 等待电源稳定2^REFCNT各时钟*/
		M32(REG_ADC_CONF) = (M32(REG_ADC_CONF) & (~(0x03<<6))) | (3u<<6);    /* 参考电压选择 11 = AGND33 vs AVDD33. 00 = AGND33 vs VREF input.*/
		M32(REG_ADC_CONF) |= 1u<<2; /* 使能转换 */
}
uint16_t lcd_touch_getx(void)
{
		/* 1.引脚配置 */
		/* PB0推挽输出低 */
		rt_pin_mode(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 0), PIN_MODE_OUTPUT);
		rt_pin_write(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 0), PIN_LOW);
		/* PB2推挽输出高 */
		rt_pin_mode(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 2), PIN_MODE_OUTPUT);
		rt_pin_write(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 2), PIN_HIGH);
	  /* PB4输入 无上下拉 关闭输入 */
		rt_pin_mode(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 4), PIN_MODE_INPUT);
		//GPIO_DISABLE_DIGITAL_PATH(GPIOB,1<<4);
	  /* PB6输入 无上下拉 关闭输入 ADC*/
		rt_pin_mode(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 6), PIN_MODE_INPUT);
		//GPIO_DISABLE_DIGITAL_PATH(GPIOB,1<<6);
		M32(REG_SYS_GPB_MFPL) = (M32(REG_SYS_GPB_MFPL) & 0xF0FFFFFF) | 0x08000000;   /*PB6 MFP8 */
		M32(REG_ADC_CONF) = (M32(REG_ADC_CONF) & (~(0x0F<<12))) | (6u<<12);  /* 选择通道6 */
		M32(REG_ADC_ISR) |= (1u<<10) | (1u<<0);       /* 写1清标志 */
		M32(REG_ADC_CTL) |= 1u<<8;  /* 启动转换 */
	
		while((M32(REG_ADC_ISR) & (1u<<10)) == 0);  /*等待转换完 */
		M32(REG_ADC_ISR) = M32(REG_ADC_ISR);       /* 写1清标志 */
		M32(REG_SYS_GPB_MFPL) = (M32(REG_SYS_GPB_MFPL) & 0xF0FFFFFF) | 0x00000000;   /*PB6 MFP0 恢复为IO模式*/
		return M32(REG_ADC_DATA);
}

uint16_t lcd_touch_gety(void)
{
		/* 1.引脚配置 */
		/* PB4推挽输出低 */
		rt_pin_mode(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 4), PIN_MODE_OUTPUT);
		rt_pin_write(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 4), PIN_LOW);
		/* PB6推挽输出高 */
		rt_pin_mode(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 6), PIN_MODE_OUTPUT);
		rt_pin_write(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 6), PIN_HIGH);
	  rt_thread_mdelay(100);
		rt_pin_write(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 6), PIN_LOW);
		  rt_thread_mdelay(100);
	  /* PB0输入 无上下拉 关闭输入 */
		rt_pin_mode(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 0), PIN_MODE_INPUT);
		//GPIO_DISABLE_DIGITAL_PATH(GPIOB,1<<0);
	  /* PB2输入 无上下拉 关闭输入 ADC*/
		rt_pin_mode(NU_GET_PININDEX(NU_PB, 2), PIN_MODE_INPUT);
		//GPIO_DISABLE_DIGITAL_PATH(GPIOB,1<<2);
		M32(REG_SYS_GPB_MFPL) = (M32(REG_SYS_GPB_MFPL) & 0xFFFFF0FF) | 0x00000800;   /*PB2 MFP8 */
		M32(REG_ADC_CONF) = (M32(REG_ADC_CONF) & (~(0x0F<<12))) | (2u<<12);  /* 选择通道2 */
		M32(REG_ADC_ISR) |= (1u<<10) | (1u<<0);       /* 写1清标志 */
		M32(REG_ADC_CTL) |= 1u<<8;  /* 启动转换 */
		
		while((M32(REG_ADC_ISR) & (1u<<10)) == 0);  /*等待转换完 */
		M32(REG_ADC_ISR) = M32(REG_ADC_ISR);       /* 写1清标志 */
		M32(REG_SYS_GPB_MFPL) = (M32(REG_SYS_GPB_MFPL) & 0xFFFFF0FF) | 0x00000000;   /*PB2 MFP0 恢复为IO模式*/
		return M32(REG_ADC_DATA);
}

main主循环中
#if TOUCH_TEST
				uint16_t x = lcd_touch_getx();
				uint16_t y = lcd_touch_gety();
				rt_kprintf("/*%d,%d*/\r\n",x,y);
				rt_thread_mdelay(50);
#endif
```
# 源码
https://gitee.com/qinyunti/nk-980-iot-test.git

# 测试
使用serial studio可视化采集到的ADC数据
从屏幕上匀速划过,可以看到X Y轴会线性变化

![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220316/a202e3062ddde9e9edfe2f505abb9977.png.webp)

# 总结
完成触摸屏ADC的采集后,后面就是优化采集精度和校准算法。
后面再移植到GUI支持触摸。