合泰HT32单片机使用PDMA+ADC采集多路模拟值并显示在OLED屏上

博主： zeruns
发布时间：2023 年 03 月 29 日
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分类：物联网/嵌入式

合泰单片机HT32F52352使用PDMA+ADC采集多路模拟值并显示在0.96寸OLED屏上。

最近在参加合泰杯的比赛，顺便写点小教程方便大家。

合泰HT32单片机开发环境搭建和配置教程：https://blog.zeruns.tech/archives/709.html

电子/单片机技术交流群：820537762

效果图

ADC和PDMA介绍

ADC-模数转换器，HT32F52352有一个 12位逐次逼近型(SAR) A/D转换器，12个外部模拟输入通道，2个可测量内部通道（VDD和GND），最高采样率为1Msps。

PDMA-外设直接访问内存，HT32F52352有6个通道的PDMA，其中只有CH0通道是支持ADC的。

ADC的转换数据寄存器ADC_DR是32位的但只有低16位有效的，而PDMA如果使用16位数据宽度模式，那么会把DR寄存器的高16位无效数据转运到了下一个去了，所以PDMA要用32位数据宽度模式，然后最后数据处理时 &(与)上0x0000FFFF 来把高16位无效数据去掉。有更好解决方法的欢迎在评论区讨论一下。

需要用到的东西购买地址：

ESK32开发板：https://s.click.taobao.com/ndAFyKu

DAPLINK：https://s.click.taobao.com/Lt4FyKu

杜邦线：https://s.click.taobao.com/QVTFyKu

0.96寸OLED屏：https://s.click.taobao.com/XLU9ZJu

程序源码

完整工程文件下载地址：https://url.zeruns.tech/HT32_PDMA_ADC

下面给出主要的源文件：

main.c

#include "ht32.h"
#include "GPIO.h"
#include "BFTM0.h"
//#include "GPTM0.h"
//#include "GPTM1.h"
#include "delay.h"
#include "OLED.h"
#include "WDT.h"
#include "ADC.h"

int main(void)
{
  GPIO_Configuration();  // 初始化GPIO
  BFTM0_Configuration(); // 初始化BFTM0定时器
  GPTM0_Configuration(); // 初始化GPTM0定时器
  GPTM1_Configuration(); // 初始化GPTM1定时器
  WDT_Configuration();   // 初始化看门狗
  OLED_Init();           // 初始化OLED
  ADC_Configuration();   // 初始化ADC

  OLED_ShowString(1, 1, "AD0:"); // OLED在第1行第1位显示字符串“AD0:”
  OLED_ShowString(2, 1, "AD1:");
  OLED_ShowString(3, 1, "AD2:");
  OLED_ShowString(4, 1, "AD3:");
  OLED_ShowString(1, 11, ".");OLED_ShowString(1, 15, "V");
  OLED_ShowString(2, 11, ".");OLED_ShowString(2, 15, "V");

  uint16_t count1 = 0;

  while (1)
  {
    if (HT_CKCU->APBCCR1 & (1 << 4)) // 判断看门狗时钟是否使能了
      WDT_Restart();                 // 复位看门狗计数值

    OLED_ShowNum(3, 12, count1, 5);
    OLED_ShowNum(4, 12, count2, 5);

    OLED_ShowNum(1, 5, AD_Value[0] & 0x0000FFFF, 4);// OLED显示数字，显示ADC采样的值
    float Voltage0 = (AD_Value[0] & 0x0000FFFF) / 4096.0 * 3.3; // ADC采样值转换为电压值
    OLED_ShowNum(1, 10, (uint8_t)Voltage0, 1);                  // 显示整数部分
    OLED_ShowNum(1, 12, (uint16_t)(Voltage0 * 1000) % 1000, 3); // 显示小数部分

    OLED_ShowNum(2, 5, AD_Value[1] & 0x0000FFFF, 4);
    float Voltage1 = (AD_Value[1] & 0x0000FFFF) / 4096.0 * 3.3; // ADC采样值转换为电压值
    OLED_ShowNum(2, 10, (uint8_t)Voltage1, 1);                  // 显示整数部分
    OLED_ShowNum(2, 12, (uint16_t)(Voltage1 * 1000) % 1000, 3); // 显示小数部分

    OLED_ShowNum(3, 5, AD_Value[2] & 0x0000FFFF, 4);
    OLED_ShowNum(4, 5, AD_Value[3] & 0x0000FFFF, 4);
    // https://blog.zeruns.tech
    GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOC, GPIO_PIN_14, RESET); // PC14输出低电平
    GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOC, GPIO_PIN_15, SET);   // PC15输出高电平
    Delay_ms(100);                                   // 延时100毫秒
    GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOC, GPIO_PIN_14, SET);
    GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOC, GPIO_PIN_15, RESET);
    Delay_ms(100);
    count1++;
  }
}

ADC.c

#include "ADC.h"

uint32_t AD_Value[4];

void ADC_Configuration(void)
{
    CKCU_PeripClockConfig_TypeDef CKCUClock = {{0}};//定义结构体，配置时钟
    CKCUClock.Bit.PA = 1;                       //开启GPIOA时钟
    CKCUClock.Bit.ADC = 1;                      //开启ADC时钟
    CKCUClock.Bit.AFIO = 1;                     //开启AFIO时钟
    CKCUClock.Bit.PDMA = 1;                     //开启PDMA时钟
    CKCU_PeripClockConfig(CKCUClock, ENABLE);   //使能外设时钟

    ADC_Reset(HT_ADC);                          //重置ADC
    CKCU_SetADCPrescaler(CKCU_ADCPRE_DIV4);     //设置ADC时钟分频

    AFIO_GPxConfig(GPIO_PA, AFIO_PIN_0, AFIO_FUN_ADC); //配置PA0引脚AFIO模式为ADC
    AFIO_GPxConfig(GPIO_PA, AFIO_PIN_1, AFIO_FUN_ADC); 
    AFIO_GPxConfig(GPIO_PA, AFIO_PIN_2, AFIO_FUN_ADC); 
    AFIO_GPxConfig(GPIO_PA, AFIO_PIN_3, AFIO_FUN_ADC);
    // https://blog.zeruns.tech
    ADC_RegularChannelConfig(HT_ADC, ADC_CH_0, 0);      //配置ADC规则组，在规则组的序列0写入通道0
    ADC_RegularChannelConfig(HT_ADC, ADC_CH_1, 1);      //配置ADC规则组，在规则组的序列1写入通道1
    ADC_RegularChannelConfig(HT_ADC, ADC_CH_2, 2);
    ADC_RegularChannelConfig(HT_ADC, ADC_CH_3, 3);
    // https://blog.vpszj.cn
    ADC_RegularGroupConfig(HT_ADC, CONTINUOUS_MODE, 4, 1);  //配置ADC转换模式为连续转换，队列长度为4
    ADC_RegularTrigConfig(HT_ADC, ADC_TRIG_SOFTWARE);       //配置ADC触发源软件触发
    ADC_SamplingTimeConfig(HT_ADC, 16);                     //配置ADC输入通道采样时间
    // ADC_IntConfig(HT_ADC, ADC_INT_CYCLE_EOC, ENABLE);    //配置ADC中断
    // NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);                            //使能ADC中断

    PDMACH_InitTypeDef PDMACH_InitStructure;                    //定义结构体，配置PDMA
    PDMACH_InitStructure.PDMACH_SrcAddr = (u32)(&HT_ADC->DR);   //源数据地址，设置为ADC_DR寄存器
    PDMACH_InitStructure.PDMACH_DstAddr = (u32)AD_Value;        //目的数据地址
    PDMACH_InitStructure.PDMACH_AdrMod = SRC_ADR_LIN_INC | DST_ADR_LIN_INC | AUTO_RELOAD;//地址自增模式
    PDMACH_InitStructure.PDMACH_Priority = H_PRIO;              //设置通道的转运优先级为高
    PDMACH_InitStructure.PDMACH_BlkCnt = 4;                     //传输计数，设置传输4次
    PDMACH_InitStructure.PDMACH_BlkLen = 1;
    PDMACH_InitStructure.PDMACH_DataSize = WIDTH_32BIT;         //数据宽度，设置为32位
    PDMA_Config(PDMA_CH0, &PDMACH_InitStructure);               //初始化PDMA0

    // PDMA_IntConfig(PDMA_CH0, (PDMA_INT_GE | PDMA_INT_TC), ENABLE);   //配置PDMA中断

    PDMA_EnaCmd(PDMA_CH0, ENABLE);                          //使能PDMA0
    ADC_PDMAConfig(HT_ADC, ADC_PDMA_REGULAR_CYCLE, ENABLE); //使能ADC的PDMA触发信号
    ADC_Cmd(HT_ADC, ENABLE);                                //使能ADC
    ADC_SoftwareStartConvCmd(HT_ADC, ENABLE);               //软件触发ADC转换
    PDMA_SwTrigCmd(PDMA_CH0, ENABLE);                       //软件触发PWMA
}

ADC.h

#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H                
#include "ht32.h"

extern uint32_t AD_Value[4];

void ADC_Configuration(void);

#endif

OLED.c

#include "ht32.h"
#include "OLED_Font.h"

/*引脚配置*/
#define OLED_SCL GPIO_PIN_7
#define OLED_SDA GPIO_PIN_8
#define OLED_W_SCL(x)        GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOB, OLED_SCL, (FlagStatus)(x))
#define OLED_W_SDA(x)        GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOB, OLED_SDA, (FlagStatus)(x))

/*引脚初始化*/
void OLED_I2C_Init(void)
{
    CKCU_PeripClockConfig_TypeDef CKCUClock = {{ 0 }};    //定义结构体，配置时钟
    CKCUClock.Bit.PB    = 1;                            //开启GPIOB时钟
    CKCU_PeripClockConfig(CKCUClock, ENABLE);            //使能外设时钟

    GPIO_SetOutBits         (HT_GPIOB, OLED_SCL);        //设置IO口输出高电平
    GPIO_DirectionConfig    (HT_GPIOB, OLED_SCL, GPIO_DIR_OUT);    //设置IO口为输出模式
    GPIO_OpenDrainConfig    (HT_GPIOB, OLED_SCL, ENABLE);        //设置IO口为开漏输出模式
    GPIO_PullResistorConfig (HT_GPIOB, OLED_SCL, GPIO_PR_UP);    //设置IO口为上拉输出模式
    //GPIO_DriveConfig        (HT_GPIOB, OLED_SCL,GPIO_DV_12MA);    //设置IO口的输出电流模式

    GPIO_SetOutBits         (HT_GPIOB, OLED_SDA);
    GPIO_DirectionConfig    (HT_GPIOB, OLED_SDA, GPIO_DIR_OUT);
    GPIO_OpenDrainConfig    (HT_GPIOB, OLED_SDA, ENABLE);
    GPIO_PullResistorConfig (HT_GPIOB, OLED_SDA, GPIO_PR_UP);
    //GPIO_DriveConfig        (HT_GPIOB, OLED_SDA,GPIO_DV_12MA);
    
    OLED_W_SCL(1);
    OLED_W_SDA(1);
}

/**
  * @brief  I2C开始
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_Start(void)
{
    OLED_W_SDA(1);
    OLED_W_SCL(1);
    OLED_W_SDA(0);
    OLED_W_SCL(0);
}

/**
  * @brief  I2C停止
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_Stop(void)
{
    OLED_W_SDA(0);
    OLED_W_SCL(1);
    OLED_W_SDA(1);
}

/**
  * @brief  I2C发送一个字节
  * @param  Byte 要发送的一个字节
  * @retval 无
  */
void OLED_I2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
    uint8_t i;
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        OLED_W_SDA(Byte & (0x80 >> i));
        OLED_W_SCL(1);
        OLED_W_SCL(0);
    }
    OLED_W_SCL(1);    //额外的一个时钟，不处理应答信号
    OLED_W_SCL(0);
}

/**
  * @brief  OLED写命令
  * @param  Command 要写入的命令
  * @retval 无
  */
void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)
{
    OLED_I2C_Start();
    OLED_I2C_SendByte(0x78);        //从机地址
    OLED_I2C_SendByte(0x00);        //写命令
    OLED_I2C_SendByte(Command); 
    OLED_I2C_Stop();
}

/**
  * @brief  OLED写数据
  * @param  Data 要写入的数据
  * @retval 无
  */
void OLED_WriteData(uint8_t Data)
{
    OLED_I2C_Start();
    OLED_I2C_SendByte(0x78);        //从机地址
    OLED_I2C_SendByte(0x40);        //写数据
    OLED_I2C_SendByte(Data);
    OLED_I2C_Stop();
}

/**
  * @brief  OLED设置光标位置
  * @param  Y 以左上角为原点，向下方向的坐标，范围：0~7
  * @param  X 以左上角为原点，向右方向的坐标，范围：0~127
  * @retval 无
  */
void OLED_SetCursor(uint8_t Y, uint8_t X)
{
    OLED_WriteCommand(0xB0 | Y);                    //设置Y位置
    OLED_WriteCommand(0x10 | ((X & 0xF0) >> 4));    //设置X位置低4位
    OLED_WriteCommand(0x00 | (X & 0x0F));            //设置X位置高4位
}

/**
  * @brief  OLED清屏
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_Clear(void)
{  
    uint8_t i, j;
    for (j = 0; j < 8; j++)
    {
        OLED_SetCursor(j, 0);
        for(i = 0; i < 128; i++)
        {
            OLED_WriteData(0x00);
        }
    }
}

/**
  * @brief  OLED部分清屏
  * @param  Line 行位置，范围：1~4
  * @param  start 列开始位置，范围：1~16
  * @param  end 列开始位置，范围：1~16
  * @retval 无
  */
void OLED_Clear_Part(uint8_t Line, uint8_t start, uint8_t end)
{  
    uint8_t i,Column;
    for(Column = start; Column <= end; Column++)
    {
        OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8);        //设置光标位置在上半部分
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
            OLED_WriteData(0x00);            //显示上半部分内容
        }
        OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8);    //设置光标位置在下半部分
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
            OLED_WriteData(0x00);        //显示下半部分内容
        }
    }
}

/**
  * @brief  OLED显示一个字符
  * @param  Line 行位置，范围：1~4
  * @param  Column 列位置，范围：1~16
  * @param  Char 要显示的一个字符，范围：ASCII可见字符
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char)
{          
    uint8_t i;
    OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8);        //设置光标位置在上半部分
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i]);            //显示上半部分内容
    }
    OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8);    //设置光标位置在下半部分
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i + 8]);        //显示下半部分内容
    }
}

/**
  * @brief  OLED显示字符串
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  String 要显示的字符串，范围：ASCII可见字符
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String)
{
    uint8_t i;
    for (i = 0; String[i] != '\0'; i++)
    {
        OLED_ShowChar(Line, Column + i, String[i]);
    }
}

/**
  * @brief  OLED次方函数
  * @retval 返回值等于X的Y次方
  */
uint32_t OLED_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
    uint32_t Result = 1;
    while (Y--)
    {
        Result *= X;
    }
    return Result;
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（十进制，正数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~4294967295
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~10
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
    uint8_t i;
    for (i = 0; i < Length; i++)                            
    {
        OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
    }
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（十进制，带符号数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：-2147483648~2147483647
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~10
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length)
{
    uint8_t i;
    uint32_t Number1;
    if (Number >= 0)
    {
        OLED_ShowChar(Line, Column, '+');
        Number1 = Number;
    }
    else
    {
        OLED_ShowChar(Line, Column, '-');
        Number1 = -Number;
    }
    for (i = 0; i < Length; i++)                            
    {
        OLED_ShowChar(Line, Column + i + 1, Number1 / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
    }
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（十六进制，正数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFFFFFF
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~8
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
    uint8_t i, SingleNumber;
    for (i = 0; i < Length; i++)                            
    {
        SingleNumber = Number / OLED_Pow(16, Length - i - 1) % 16;
        if (SingleNumber < 10)
        {
            OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber + '0');
        }
        else
        {
            OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber - 10 + 'A');
        }
    }
}

/**
  * @brief  OLED显示数字（二进制，正数）
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~4
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~16
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
    uint8_t i;
    for (i = 0; i < Length; i++)                            
    {
        OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(2, Length - i - 1) % 2 + '0');
    }
}

/**
  * @brief  OLED初始化
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void OLED_Init(void)
{
    uint32_t i, j;
    
    for (i = 0; i < 1000; i++)            //上电延时
    {
        for (j = 0; j < 1000; j++);
    }
    
    OLED_I2C_Init();            //端口初始化
    
    OLED_WriteCommand(0xAE);    //关闭显示
    
    OLED_WriteCommand(0xD5);    //设置显示时钟分频比/振荡器频率
    OLED_WriteCommand(0x80);
    
    OLED_WriteCommand(0xA8);    //设置多路复用率
    OLED_WriteCommand(0x3F);
    
    OLED_WriteCommand(0xD3);    //设置显示偏移
    OLED_WriteCommand(0x00);
    
    OLED_WriteCommand(0x40);    //设置显示开始行
    
    OLED_WriteCommand(0xA1);    //设置左右方向，0xA1正常 0xA0左右反置
    
    OLED_WriteCommand(0xC8);    //设置上下方向，0xC8正常 0xC0上下反置

    OLED_WriteCommand(0xDA);    //设置COM引脚硬件配置
    OLED_WriteCommand(0x12);
    
    OLED_WriteCommand(0x81);    //设置对比度控制
    OLED_WriteCommand(0xCF);

    OLED_WriteCommand(0xD9);    //设置预充电周期
    OLED_WriteCommand(0xF1);

    OLED_WriteCommand(0xDB);    //设置VCOMH取消选择级别
    OLED_WriteCommand(0x30);

    OLED_WriteCommand(0xA4);    //设置整个显示打开/关闭

    OLED_WriteCommand(0xA6);    //设置正常/倒转显示

    OLED_WriteCommand(0x8D);    //设置充电泵
    OLED_WriteCommand(0x14);

    OLED_WriteCommand(0xAF);    //开启显示
        
    OLED_Clear();                //OLED清屏
}

OLED.h

#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H

void OLED_Init(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char);
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String);
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_Clear_Part(uint8_t Line, uint8_t start, uint8_t end);

#endif

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