【RA-Eco-RA2L1-48PIN】ADC 电压表与OLED显示

本文介绍了 RA-Eco-RA2L1-48PIN 开发板通过瑞萨 e2 Studio 灵活软件包（FSP）编程实现 ADC 串口采集电压和OLED显示电压数值的项目设计，包括串口电压值串口打印、硬件 IIC 通信协议配置、 OLED显示、效果展示等流程。

项目介绍

使用 FSP 灵活软件包和 e2 studio 软件创建工程；
配置串口和 ADC，实现串口printf重定向，打印 ADC 电压值；
配置硬件 IIC 并实现 OLED 驱动和框架显示；
OLED 显示 ADC 采集电压值，实现电压表项目设计。

驱动 OLED

介绍了通过配置硬件 IIC 实现与 SSD1306 通信进而驱动 OLED 显示屏的主要流程。

工程创建

打开 e2 studio 软件，依次点击 文件 - 新建 - 瑞萨 C/C++ 项目 - Renesas RA
依次进行工程命名，路径设置，FSP版本，目标开发板选择，Device 选择 R7FA2L1AB2DFL ，工具链选择 GNU ARM Embedded ，调试器选择 J-Link
完成工程创建

IIC 配置

设置目标串口对应的 GPIO 引脚
- 依次选择 Pins - Peripherals - Connectivity:IIC - IIC0 - 使能该模式 - 可见 P401 和 P400 引脚分别对应 SDA 和 SCL ；
新建 IIC 通信堆栈
- Stacks - New Stack - Connectivity - I2C Master (r_iic_master)
选中 iic 堆栈方框，打开属性标签，配置 IIC 参数

在这里插入图片描述

属性设置： 属性 - Module g_i2c_master0 I2C Master (r_iic_master) ；
Slave Address 设置为 0x3C ；
回调函数设置为 IIC_master_callback ；
点击 Generate Code 按钮，生成工程代码。

汉字取模

下载并运行 PC2LCD2018 软件；
菜单栏模式设置为 字符模式 ；
点击工具栏中的 设置 按钮，配置字模选项：列行式取模、低位在前等，设置完成后点击 确定 保存配置；

在这里插入图片描述

在文字输入选框输入目标汉字，点击 生成字模 ；
选中复制或保存字模，代码添加至 oledfont.h 文件。

工程代码

驱动基于 SSD1306 的 OLED 屏幕显示框架。

oled.c 文件、oled.h 文件、oledfont.h 文件下载链接：

【免费】Renesas单片机OLED驱动文件资源-CSDN文库

hal_entry.c 关键代码如下

#include "hal_data.h"
#include "oled.h"FSP_CPP_HEADER
void R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);
FSP_CPP_FOOTERFSP_CPP_HEADER
void R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);
FSP_CPP_FOOTERi2c_master_event_t i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
void IIC_master_callback(i2c_master_callback_args_t *p_args)
{i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;if (NULL != p_args){/* capture callback event for validating the i2c transfer event*/i2c_event = p_args->event;}
}
fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
int  timeout_ms = 100;void hal_entry(void)
{/* TODO: add your own code here *//* Initialize IIC OLED */err = R_IIC_MASTER_Open(&g_i2c_master0_ctrl, &g_i2c_master0_cfg);assert(FSP_SUCCESS == err);OLED_Init();OLED_Clear();OLED_ShowString(0,0,"A D C ",16,1);OLED_ShowCHinese(48,0,0,1);//电OLED_ShowCHinese(64,0,1,1);//压OLED_ShowCHinese(80,0,2,1);//表OLED_ShowString(4,3,"ADC",16,0);OLED_ShowCHinese(32,3,3,0);//值OLED_ShowChar(48,3,':',16,0);OLED_ShowCHinese(0,6,0,0);//电OLED_ShowCHinese(16,6,1,0);//压OLED_ShowCHinese(32,6,3,0);//值OLED_ShowChar(48,6,':',16,0);OLED_ShowChar(100,6,'V',16,0);
#if BSP_TZ_SECURE_BUILD/* Enter non-secure code */R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

保存代码，重新构建工程。

硬件连接

SWDIO -> J-Link (DIO)
SWCLK -> J-Link (CLK)
P400 -> OLED (SCL)
P401 -> OLED (SDA)

工程调试

点击上方工具栏 小锤子 按钮（或右键工程选择 调试方式 - 调试配置）；
选择 Renesas GDB Hardware Debugging ，选择构建的相应的 Flat ；
确保调试器已正确连接，点击调试按钮，进入调试模式；
点击左上角绿色三角形启动按钮，再次点击启动调试；
打开串口调试助手，配置串口信息，打开串口，可获得相应的字符串输出。

效果

首行显示 A D C 电压表，后面两行分别显示 ADC 值和电压值及单位。

在这里插入图片描述

ADC 显示

在前面工作的基础上，介绍了结合 ADC 模拟输入信号的电压转换和串口打印与 OLED 显示，实现了实时读取 ADC 值和电压值的电压表项目。

工程创建

在前面驱动 OLED 显示框架的基础上，加入 UART 和 ADC 堆栈配置，并将数值同时输出至 OLED 显示和串口，即可实现电压值的实时显示。

这里简述相应的流程。

串口配置

设置目标串口对应的 GPIO 引脚
- 依次选择 Pins - Peripherals - Connectivity:SCI - SCI9 对应 P109 (TXD9) 和 P110 (RXD9) 引脚；
新建串口通信堆栈
- New Stack - Connectivity - UART (r_sci_uart)
选中 uart 堆栈方框，打开属性标签，配置串口参数
属性设置： 属性 - Module g_uart9 UART (r_sci_uart) - General 、Baud、Interrupts 设置回调函数

ADC 配置

设置 ADC 通道对应的 GPIO 配置
- 依次选择 Pins - Peripherals - Analog:ADC - ADC0 - 右侧通道选项 AN000 打开对应值 P000 引脚；
新建 ADC 堆栈
- New Stack - Analog - ADC (r_adc)
属性配置
- General 选项下设置 ADC 单次扫描
- Input 选项下勾选 Channel0，配置中断与回调函数；
ADC 及串口配置完成后，构建工程，确保无误。

工程代码

hal_entry.c 关键代码如下

#include "hal_data.h"
#include "oled.h"FSP_CPP_HEADER
void R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);
FSP_CPP_FOOTERfsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
volatile bool uart_send_complete_flag = false;
void user_uart_callback (uart_callback_args_t * p_args)
{if(p_args->event == UART_EVENT_TX_COMPLETE){uart_send_complete_flag = true;}
}/*------------- 串口重定向 -------------*/
#ifdef __GNUC__#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else#endifPUTCHAR_PROTOTYPE
{err = R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl, (uint8_t *)&ch, 1);if(FSP_SUCCESS != err) __BKPT();while(uart_send_complete_flag == false){}uart_send_complete_flag = false;return ch;
}int _write(int fd,char *pBuffer,int size)
{for(int i=0;i<size;i++){__io_putchar(*pBuffer++);}return size;
}volatile bool scan_complete_flag = false;
void adc_callback (adc_callback_args_t * p_args)
{FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args);scan_complete_flag = true;
}/*------------- IIC 初始化 -------------*/
i2c_master_event_t i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
void IIC_master_callback(i2c_master_callback_args_t *p_args)
{i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;if (NULL != p_args){/* capture callback event for validating the i2c transfer event*/i2c_event = p_args->event;}
}int  timeout_ms = 100;/*------------- main -------------*/
void hal_entry(void)
{/* TODO: add your own code here *//* Open the transfer instance with initial configuration. */err = R_SCI_UART_Open(&g_uart9_ctrl, &g_uart9_cfg);assert(FSP_SUCCESS == err);/* Initializes the module. */err = R_ADC_Open(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_cfg);/* Handle any errors. This function should be defined by the user. */assert(FSP_SUCCESS == err);/* Enable channels. */err = R_ADC_ScanCfg(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_channel_cfg);assert(FSP_SUCCESS == err);/* Initialize OLED screen */err = R_IIC_MASTER_Open(&g_i2c_master0_ctrl, &g_i2c_master0_cfg);assert(FSP_SUCCESS == err);OLED_Init();OLED_Clear();OLED_ShowString(0,0,"A D C ",16,1);OLED_ShowCHinese(48,0,0,1);//电OLED_ShowCHinese(64,0,1,1);//压OLED_ShowCHinese(80,0,2,1);//表OLED_ShowString(4,3,"ADC",16,0);OLED_ShowCHinese(32,3,3,0);//值OLED_ShowChar(48,3,':',16,0);OLED_ShowCHinese(0,6,0,0);//电OLED_ShowCHinese(16,6,1,0);//压OLED_ShowCHinese(32,6,3,0);//值OLED_ShowChar(48,6,':',16,0);OLED_ShowChar(100,6,'V',16,0);while(1){uint16_t adc_data0 = 0;double a0;/* Enable scan triggering from ELC events. */(void) R_ADC_ScanStart(&g_adc0_ctrl);scan_complete_flag = false;while (!scan_complete_flag){/* Wait for callback to set flag. */}err = R_ADC_Read(&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &adc_data0);assert(FSP_SUCCESS == err);a0=(double)(adc_data0/4095.0)*3.3;printf("P510(AN0)=%d,voltage=%f\n",adc_data0,a0);OLED_ShowNum(60, 3, adc_data0, 4, 16, 0);OLED_ShowDecimal(60, 6, a0, 1, 2, 16, 0);R_BSP_SoftwareDelay (500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);}
#if BSP_TZ_SECURE_BUILD/* Enter non-secure code */R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

保存代码，重新构建工程。