消失的飞思卡尔：MKV30 16位AD采集
16位的AD可以说是国产MCU的痛点，至少在廉价的单片机里面，这个真的找不到飞思卡尔的替代品。之前未使用16位AD的时候，使用的是STM32F0的单片机，因为产品需要，一直是将48M的主频超频到56M跑超速，后来因为疫情等原因，ST的价格飞上天，交期还特长，无奈之下换了国产兆易创新的GD32，不得不说，对标的GDE23主频直接到了72M，M0 ，不用超频，正常跑高速就行。价格还便宜，不收过路费。在这一点上，国产的MCU真的很强。
现在项目需要16位的AD，一时间找不到任何国产的替代品，当然我们也把主意打到了ST的头上，但是捋到STM32H7才找到16位AD，2020年的ST的价格大家都清楚，如果选用这款芯片，我们的产品成本将大大增加，这已经超出了我们的预算。在之后的一番寻找中，确定了这个被恩智浦收购了多年的飞思卡尔的芯片。
MKV30,价格便宜，针对电机行业出生的MCU，在ADC的处理上可谓是下足了功夫。
自带差分输入模块，支持高达16位的差分AD输入，
自带硬件平均，可对输入的AD信号进行自动平均，
支持低功耗和高速AD模式，可自动校准AD，
自带比较器。
但是，因为很早就被收购，所以飞思卡尔的资料并不如NXP自家的产品那样详细丰富，导致开发难度很大，而且这款芯片不像K60那款，因为早期有智能车竞赛的缘故，网友分享的资料和经验很多。这款我拿到手里就很懵。本人并不是大佬，对新的单片机上手不是很容易。在开发的第一周就点了个灯，到处是坑。
下面分享我的开发过程和经验：
官网下载SDK直接pass，在有个基础工程的基础上使用MCUXpresso Config Tool配置ADC的引脚和功能初始化。
配置引脚：
因为我需要使用两路ADC的差分模式，这里配置ADC0和ADC1的引脚。使用PORTE16、PORTE17 、PORTE18 、PORTE19四个引脚。对应ADC的ADC0_DP1,ADC0_DM1,ADC1_DP1,ADC1_DM1。软件会自动配置引脚相关配置代码。
ADC配置：
配置为16位的差分AD，因为我追求最高速的ADC采集，所以时钟1分频，硬件的8次平均。
ADC1配置相同。
开始进入代码：
/*******************************************************************************
* Definitions
******************************************************************************/
#define DEMO_ADC16_CHANNEL 1U
#define DEMO_ADC16_CHANNEL_GROUP 0U
#define DEMO_ADC16_BASEADDR ADC0
#define DEMO_DMAMUX_BASEADDR DMAMUX0
#define DEMO_DMA_CHANNEL 1U
#define DEMO_DMA_ADC0_SOURCE 40U
#define DEMO_DMA_ADC1_SOURCE 41U
#define DEMO_DMA_BASEADDR DMA0
#define ADC16_RESULT_REG_ADDR 0x4003b010U
#define ADC16_RESULT_REG_ADDR1 0x40027010U//查询寄存器手册得到
#define DEMO_DMA_IRQ_ID DMA0_IRQn
#define DEMO_ADC16_SAMPLE_COUNT 8U /* The ADC16 sample count. */
/***********************************************************************************************************************
* ADC0 initialization code
**********************************************************************************************************************/
adc16_channel_config_t ADC0_channelsConfig[1] = {
{
.channelNumber = 1U, //传输通道
.enableDifferentialConversion = true, //差分模式
.enableInterruptOnConversionCompleted = false, //使能传输完成中断
}
};
const adc16_config_t ADC0_config = {
.referenceVoltageSource = kADC16_ReferenceVoltageSourceVref,
.clockSource = 0,
.enableAsynchronousClock = false,
.clockDivider = kADC16_ClockDivider1,
.resolution = kADC16_ResolutionSE16Bit,
.longSampleMode = kADC16_LongSampleDisabled,
.enableHighSpeed = true,
.enableLowPower = false,
.enableContinuousConversion = false//连续的转换
};
const adc16_channel_mux_mode_t ADC0_muxMode = kADC16_ChannelMuxA;
/* 硬件平均 8 */
const adc16_hardware_average_mode_t ADC0_hardwareAverageMode = kADC16_HardwareAverageDisabled;
void ADC0_init(void) {
/* Initialize ADC16 converter */
ADC16_Init(ADC0_PERIPHERAL, &ADC0_config);
/* Make sure, that software trigger is used */
ADC16_EnableHardwareTrigger(ADC0_PERIPHERAL, false);
/* Configure hardware average mode */
ADC16_SetHardwareAverage(ADC0_PERIPHERAL, ADC0_hardwareAverageMode);
/* Configure channel multiplexing mode */
ADC16_SetChannelMuxMode(ADC0_PERIPHERAL, ADC0_muxMode);
/* Initialize channel */
ADC16_SetChannelConfig(ADC0_PERIPHERAL, 0U, &ADC0_channelsConfig[0]);
/* Perform auto calibration */
ADC16_DoAutoCalibration(ADC0_PERIPHERAL);
/* Enable DMA. */
ADC16_EnableDMA(ADC0_PERIPHERAL, false);
}
/***********************************************************************************************************************
* ADC1 initialization code
**********************************************************************************************************************/
adc16_channel_config_t ADC1_channelsConfig[1] = {
{
.channelNumber = 2U,
.enableDifferentialConversion = true, //差分模式
.enableInterruptOnConversionCompleted = false,
}
};
const adc16_config_t ADC1_config = {
.referenceVoltageSource = kADC16_ReferenceVoltageSourceVref,
.clockSource = 0,
.enableAsynchronousClock = false,
.clockDivider = kADC16_ClockDivider1,
.resolution = kADC16_ResolutionSE16Bit,
.longSampleMode = kADC16_LongSampleDisabled,
.enableHighSpeed = true,
.enableLowPower = false,
.enableContinuousConversion = false//连续的转换
};
const adc16_channel_mux_mode_t ADC1_muxMode = kADC16_ChannelMuxA;
const adc16_hardware_average_mode_t ADC1_hardwareAverageMode = kADC16_HardwareAverageDisabled;
void ADC1_init(void) {
// EnableIRQ(ADC0_IRQn);
/* 初始化ADC16转换器 */
ADC16_Init(ADC1_PERIPHERAL, &ADC1_config);
/* 不使用软件触发器 */
ADC16_EnableHardwareTrigger(ADC1_PERIPHERAL, false);
/* 配置硬件平均模式 */
ADC16_SetHardwareAverage(ADC1_PERIPHERAL, ADC1_hardwareAverageMode);
/* 配置信道多路复用模式 */
ADC16_SetChannelMuxMode(ADC1_PERIPHERAL, ADC1_muxMode);
/* 初始化通道 */
ADC16_SetChannelConfig(ADC1_PERIPHERAL, 1U, &ADC1_channelsConfig[0]);
/* 自动校准 */
ADC16_DoAutoCalibration(ADC1_PERIPHERAL);
/* Enable DMA. */
ADC16_EnableDMA(ADC1_PERIPHERAL, false);
}
这里以ADC0为例，传输通道设置为1，配置为差分模式，不使能传输完成中断。ADC0_config结构体中的配置主要是配置时钟和采样速度，我的配置是我能达到的最高速度。在ADC0_init函数中，配置为软件触发，如果使用PDB，需要改为硬件触发，关闭了硬件平均。
当我们需要获取ADC的数据时，需要以下代码。
adc16_channel_config_t adc16ChannelConfigStruct;
adc16ChannelConfigStruct.channelNumber = 1; //ADC通道
adc16ChannelConfigStruct.channelNumber = 2;
adc16ChannelConfigStruct.enableDifferentialConversion = true;//使能差分
adc16ChannelConfigStruct.enableInterruptOnConversionCompleted = false;//失能中断
ADC16_SetChannelConfig(ADC1, 0U, &adc16ChannelConfigStruct);
ADC16_SetChannelConfig(ADC0, 0U, &adc16ChannelConfigStruct);
while (0U == (kADC16_ChannelConversionDoneFlag &
ADC16_GetChannelStatusFlags(ADC1, 0U)));
ADC_Value0 = ADC16_GetChannelConversionValue(ADC0, 0U);
ADC_Value1 = ADC16_GetChannelConversionValue(ADC1, 0U);
可以将上述代码添加进主循环，在需要AD值时便可以直接读取ADC_Value0和ADC_Value1的值便可，可以包装成一个函数，需要时调用即可，执行一次该代码大约需要3us。如果AD的通道很多，可以使用for循环，改善代码。但是此方法占用MCU的内存，下一篇更新灵活多通道的DMA采集。
要点：
这里配置为ADC16位模式，但是并不是真正意义上的16位，在数据寄存器中有介绍，数据寄存器是16位，只有第15位是有效数据位，最高位为16位，所以ADC的范围是0~32767，加上最高位的符号位能达到-32767~ 32767.
我在这里没看手册，采集到的数据一直无法理解。
输入通道输入的是正弦波，结果串口打印出来的确是这个玩意，最后处理一下符号位解决。
上电之后会开始ADC采集，ADC采集完成触发dma通道1开始传输到指定缓存，dma通道1传输完成触发链接，链接dma通道2，dma通道2将adc配置传给adc配置寄存器。这样可以灵活采集各种通道，并且对资源占用较小。只要设置好配置adc的数组，剩下的dma就会处理.DMA配置：
void EDMA_Configuration(void)
{
edma_config_t userConfig;
/* 配置 DMAMUX */
DMAMUX_Init(DMAMUX);
/* 通道CH1初始化 */
DMAMUX_SetSource(DMAMUX, 1, 40); /* Map ADC0 source to channel 1 */
DMAMUX_EnableChannel(DMAMUX, 1);
/* 通道CH2初始化 */
DMAMUX_SetSource(DMAMUX, 2, 41);/* Map ADC1 source to channel 2 */
DMAMUX_EnableChannel(DMAMUX, 2);
/* 获取eDMA默认配置结构 */
EDMA_GetDefaultConfig(&userConfig);
EDMA_Init(DMA0, &userConfig);
EDMA_CreateHandle(&g_EDMA_Handle, DMA0, 1);
/* 设置回调 */
EDMA_SetCallback(&g_EDMA_Handle, Edma_Callback, NULL);
/*eDMA传输结构配置 .设置dma通道1的adc值传到g_adc16SampleDataArray*/
EDMA_PrepareTransfer(&transferConfig, (void *)ADC16_RESULT_REG_ADDR, sizeof(uint32_t),
(void *)g_adc16SampleDataArray, sizeof(uint32_t), sizeof(uint32_t),
sizeof(g_adc16SampleDataArray), kEDMA_PeripheralToMemory);
EDMA_SubmitTransfer(&g_EDMA_Handle, &transferConfig);
/* Enable interrupt when transfer is done. */
EDMA_EnableChannelInterrupts(DEMO_DMA_BASEADDR, DEMO_DMA_CHANNEL, kEDMA_MajorInterruptEnable);
#if defined(FSL_FEATURE_EDMA_ASYNCHRO_REQUEST_CHANNEL_COUNT) && FSL_FEATURE_EDMA_ASYNCHRO_REQUEST_CHANNEL_COUNT
/* Enable async DMA request. */
EDMA_EnableAsyncRequest(DEMO_DMA_BASEADDR, DEMO_DMA_CHANNEL, true);
#endif /* FSL_FEATURE_EDMA_ASYNCHRO_REQUEST_CHANNEL_COUNT */
/* Enable transfer. */
EDMA_StartTransfer(&g_EDMA_Handle);
//将dma通道1链接到通道0
EDMA_SetChannelLink(DMA0, 1, kEDMA_MinorLink, 2);
EDMA_SetChannelLink(DMA0, 1, kEDMA_MajorLink,2);
//*********************************************************************************************/
EDMA_CreateHandle(&DMA_CH2_Handle, DMA0, 2);
EDMA_SetCallback(&DMA_CH2_Handle, Edma_Callback1, NULL);
/* 设置回调 */
EDMA_PrepareTransfer(&g_transferConfig, (void *)ADC16_RESULT_REG_ADDR1, sizeof(uint32_t),
(void *)g_adc16SampleDataArray1, sizeof(uint32_t), sizeof(uint32_t),
sizeof(g_adc16SampleDataArray1), kEDMA_PeripheralToMemory);
EDMA_SubmitTransfer(&DMA_CH2_Handle, &g_transferConfig);
//传输完后修正通道
DMA0->TCD[1].DLAST_SGA = -1* sizeof(g_adc16SampleDataArray);
DMA0->TCD[2].DLAST_SGA = -1* sizeof(g_adc16SampleDataArray1);
/* 当传输完成时启用中断. */
EDMA_EnableChannelInterrupts(DEMO_DMA_BASEADDR, 2, kEDMA_MajorInterruptEnable);
#if defined(FSL_FEATURE_EDMA_ASYNCHRO_REQUEST_CHANNEL_COUNT) && FSL_FEATURE_EDMA_ASYNCHRO_REQUEST_CHANNEL_COUNT
// /* 启用异步DMA请求 */
EDMA_EnableAsyncRequest(DEMO_DMA_BASEADDR, 2, true);
#endif /* FSL_FEATURE_EDMA_ASYNCHRO_REQUEST_CHANNEL_COUNT */
/* 使能数据传输 */
EDMA_StartTransfer(&DMA_CH2_Handle);
}
DAM 通道1和通道2的callback函数。
因为通道2是通过通道一链接触发的，所以在通道1的回调函数里面就不用再调用EDMA_StartTransfer（）函数了。
此处注意将ADC的采样模式改为连续模式。
static void Edma_Callback(edma_handle_t *handle, void *userData, bool transferDone, uint32_t tcds)
{
EDMA_StartTransfer(&g_EDMA_Handle);
g_Transfer_Done = false;
if (transferDone)
{
g_Transfer_Done = true;
}
}
static void Edma_Callback1(edma_handle_t *handle, void *userData, bool transferDone, uint32_t tcds)
{
g_Transfer_Done1 = false;
if (transferDone)
{
g_Transfer_Done1 = true;
}
}
至此ADC的DMA就完成了，ADC会一直采集并通过DMA传输到g_adc16SampleDataArray[]和g_adc16SampleDataArray1[]两个数组中，需要时可以直接取值。我在使用ADC的DMA连续采样时遇到一个问题，因为连续采样会触发callback函数，此过程会触发edma中断，容易打断原来代码的进程，如在高速应用中使用需注意。
原标题：消失的飞思卡尔：MKV30 16位AD采集
原作者：呐咯密密
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