ZY是一名熱愛電子技術的老軟件工程師，觀望了兩期Funpack活動后，在這一期上了車，功能實現得好，代碼和說明還寫得清楚明了，很值得學習。 以下，enjoy。

自我介紹

本人叫ZY，是一名軟件工程師，從事軟件開發工作十多年了，本身的工作是與互聯網相關的應用系統設計開發工作，業余很喜歡電子技術，所以業余有空的時候會玩一些小的電子制作和開發的東西，之前有做過一些函數波形發生器、迷你示波器，探針等小東西。

實現功能

本次也是由于拿到板子太晚，也就僅僅基于作業要求，實現了簡單的電阻測量功能，后續會繼續挖掘更好玩的功能，目前考慮會做一個簡單的示波器，可以通過藍牙或Wi-Fi把數據與Thingsboard結合實現，作業中使用了16bit的ADC，通過分壓測試法實現了電阻測量功能。軟件部分則是基于瑞薩提供的e2studio工具以及FSP2.1.0軟件包，基于HAL庫調用了ADC部分的函數實現的。軟件部分采用了共計12次采樣，拋棄前兩次采樣數據，再去掉最大最小值之后，求平均值的方式實現，同時計算采樣數據的標準差用于評估測試結果的精準程度，這樣可以在僅使用一只10K電阻分壓的條件下，更好的提升測試精度。連接示意圖如下：

測試方法，按上圖將開發版與面包板以及其他器件連接好，將開發板（已下載好程序）的DEBUG USB口與PC端的USB口相連，PC端啟動J-Link RTT Viewer，通過RTT Terminal連接開發版，見下圖

RTT Terminal連接成功后會打印出操作指引，見下圖

下一步將待測電阻插入面包板對應的孔位中，在RTT Terminal中輸入測試指令1，等待約1秒，RTT Terminal中會輸出電阻測試結果（單位歐姆），以及測試結果所對應的采樣平均值與樣本集的標準差。見下圖

代碼說明

hal_entry.c 該文件是程序入口，hal_entry函數中打印了歡迎信息，而后阻塞等待用戶來自RTT Terminal的輸入，用戶輸入后調用adc_ep.c文件中的read_process_input_from_RTT(void) 函數進行命令處理。 adc_ep.c 該文件是主要的程序文件，以下進行簡要的介紹： staticfloat std_dv(uint16_t samples[], uint8_t count)該函數是計算adc樣本向量的標準差，用以評估樣本向量的采樣置信度； staticint32_t f2i(float ft)該函數是將浮點數轉換為整數型，因為RTT Print無法輸出浮點數，因此用此函數將浮點數的整數部分與小數部分分別轉換后輸出； staticvoid print_menus(void)該函數用于輸出菜單項； fsp_err_tread_process_input_from_RTT(void)該函數用于讀取用戶來自RTT Terminal的輸入，調用點在hal_entry.c的hal_entry()函數中； staticvoid resistor_estimation(void)該函數是用于基于adc_ch0的值來估算當前待測電阻的阻值，以下結合代碼說明；

static void resistor_estimation(void){float r = 0;// adc的參考值非常接近于16bit ADC的測量范圍的最大值（32767），因此為了不在除法計算中丟失精度，因此使用乘法計算這類數值。 if (adc_ch0 > 32750) { r = 0.32767 * (32767 - adc_ch0);}// 除法計算對精度影響不大的情況使用除法計算。 else { float adcv = adc_ch0; r = (32767 - adcv) / adc_ch0 * 10000; } int32_t int_v = f2i (r); int32_t deci_v = f2i ((r - int_v) * 1000); APP_PRINT("Estimation of resistor at channel 0 is: %d.%d (Ohm) ", int_v, deci_v);}uint16_tuint16_t_cmp(const void *a, const void *b)該函數用于qsort排序函數； staticfsp_err_t re_sample(void)該函數用于連續讀取12次adc的采樣值，丟棄前2次的采樣值，并對后10次采樣值排序，去掉最大與最小的兩個值，而后對另外的8次采樣值求平均值，以及計算這8次采樣值向量的標準差，以下結合代碼說明；

static fsp_err_t re_sample(void){ fsp_err_t err = FSP_SUCCESS; // Error status uint16_t single_read = 0;//讀取并丟棄第一次ADC采樣的數據 err = R_ADC_Read (&g_adc_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &single_read); if (FSP_SUCCESS != err) { APP_ERR_PRINT("** R_ADC_Read API on channel 0 failed ** "); return err; }R_BSP_SoftwareDelay (sample_delay, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);//讀取并丟棄第二次ADC采樣的數據 err = R_ADC_Read (&g_adc_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &single_read); if (FSP_SUCCESS != err) { APP_ERR_PRINT("** R_ADC_Read API on channel 0 failed ** "); return err; } R_BSP_SoftwareDelay (sample_delay, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); uint16_t samples[10] = { 0x00 };uint32_t sum_of_adc_reads = 0;//連續讀取10次ADC采樣數據 for (uint8_t i = 0; i < 10; i++) { single_read = 0; err = R_ADC_Read (&g_adc_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &single_read); if (FSP_SUCCESS != err) { APP_ERR_PRINT("** R_ADC_Read API on channel 0 failed ** "); return err; } if (1 > single_read || 32767 < single_read) { APP_ERR_PRINT("Read bad data on ADC channel 0, operation abort "); return FSP_ERR_ABORTED; } samples[i] = single_read; single_read = 0; R_BSP_SoftwareDelay (sample_delay, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);}//對10次 ADC采樣的數據排序 qsort (samples, 10, sizeof(uint16_t), uint16_t_cmp); uint16_t valid_samples[8] ={ 0x00 };//去除10次采樣數據中的最大與最小值，并累加求和 for (uint8_t j = 0; j < 8; j++) { valid_samples[j] = samples[j + 1]; sum_of_adc_reads += samples[j + 1];}//計算過濾后的8次采樣數據的標準差std_deviation = std_dv (valid_samples, 8);//計算過濾后的8次采樣數據的平均值并賦值到adc_ch0變量 adc_ch0 = (uint16_t) (sum_of_adc_reads >> 3); return err;}

staticfsp_err_t adc_ch0_read(void)該函數用于啟動并校準16bits ADC，而后調用re_sample函數讀取的通道0的數據，以下結合代碼說明;

static fsp_err_t adc_ch0_read(void){fsp_err_t err = FSP_SUCCESS; // Error status//判斷ADC是否處于被占用的狀態 if (false == adc_busy){ //開啟16 bits ADC模塊 /* Open/Initialize ADC module */ err = R_ADC_Open (&g_adc_ctrl, &g_adc_cfg); if (FSP_SUCCESS != err) { APP_ERR_PRINT("** R_ADC_Open API failed ** "); return err; } // Delay for waiting for ADC be stable R_BSP_SoftwareDelay (5, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); #ifdef BOARD_RA2A1_EK /* Set Reference Voltage Circuit Control register */ R_ADC0->VREFAMPCNT |= ((VREFADCG_VALUE << SHIFT_BY_ONE) | (VREFADCG_ENABLE << SHIFT_BY_THREE)); //根據芯片手冊中的建議，16bits ADC使用前需要進行校準，這里調用函數校準ADC。 /* Calibrate the ADC */ err = adc_start_calibration (); if (FSP_SUCCESS != err) { APP_ERR_PRINT("** adc_start_calibration function failed ** "); return err; }#endif //調用HAL庫中的函數，配置ADC，這里配置為連續讀取模式 /* Configures the ADC scan parameters */ err = R_ADC_ScanCfg (&g_adc_ctrl, &g_adc_channel_cfg); if (FSP_SUCCESS != err) { APP_ERR_PRINT("** R_ADC_ScanCfg API failed ** "); return err; } //啟動ADC采樣 /* Start the ADC scan*/ err = R_ADC_ScanStart (&g_adc_ctrl); if (FSP_SUCCESS != err) { APP_ERR_PRINT("** R_ADC_ScanStart API failed ** "); return err; } adc_busy = true; //調用函數re_sample()函數進行ADC數據采樣，前文有詳細說明該函數。 err = re_sample (); if (FSP_SUCCESS != err) { APP_ERR_PRINT("** Sampling on ADC channel 0 failed ** "); return err; } uint8_t counter = 0; //基于調試結果分析，低阻值的電阻需要依賴采樣的數據的一致性來保證測量精度，因此這里判斷如果為低阻值數據，且采樣數據標準差大于1.5則進行重新采樣處理，共重試最多8次，直至采樣數據符合要求，如果超過8次采樣數據仍舊未能符合標準，則打印測量失敗的通知到RTT Terminal提示用戶。

if (32755 < adc_ch0 && 1.5f < std_deviation) { APP_PRINT( "Lower resistance value [1(Ohm) ~ 5(Ohm)] found and sampling quality too low, auto perform re-sampling... "); while (1.5f < std_deviation && 10 > counter) { err = re_sample (); if (FSP_SUCCESS != err) { APP_ERR_PRINT("** Sampling on ADC channel 0 failed ** "); return err; } counter++; } } if (32755 < adc_ch0 && 1.5f < std_deviation) { APP_ERR_PRINT("Sampling quality too low, operation abort "); } else { //輸出樣本質量評估的標準差數據 int32_t int_stddv = f2i (std_deviation); int32_t deci_stddv = f2i ((std_deviation - int_stddv) * 1000); APP_PRINT("Standard deviation of samples is: %d.%d, samples quality is %s ", int_stddv, deci_stddv, std_deviation < 5 ? "GOOD" : "POOR"); //輸出16 bits ADC采樣的原始數據。 APP_PRINT("Sampling data at ADC channel 0 is: %d ", adc_ch0); //輸出待測電阻的估算阻值。 resistor_estimation (); } //停止ADC連續采樣 err = R_ADC_ScanStop (&g_adc_ctrl); if (FSP_SUCCESS != err) { APP_ERR_PRINT("** R_ADC_ScanStop API failed ** "); return err; } adc_busy = false; //關閉ADC模塊 err = R_ADC_Close (&g_adc_ctrl); if (FSP_SUCCESS != err) { APP_ERR_PRINT("** R_ADC_Close API failed ** "); return err; } } else { APP_PRINT("Resistor testing in progress "); } return err;}

staticfsp_err_t adc_start_calibration(void)該函數用于校準ADC。

活動體會

首先簡單說一下瑞薩的這塊板子，拿到手的比較晚，大概在12月10號左右拿到的，所以了解的也十分有限，因為要趕在20號前交作業，所以還來不及很充分的去看這個板子的內容。這塊評估板不論做工還是設計都是十分不錯的，該有的都有，需要配置和調整的地方也設計的比較靈活，概覽了一下板子的手冊，發現板子可玩性還是比較強的。 其次再說一下e2studio這款開發工具，對于我個人來說，這個開發工具真是太合我心意了。首先我使用eclipse應該快有20年了，從上學到工作中這些年一直也都在使用這個開發工具，十分的熟悉，應該說瑞薩選擇以eclipse作為基礎來打造開發環境，也就是因為eclipse在過去的20年中已經深入民心了，大部分的工程師尤其是軟件工程師應該都有使用eclipse的經驗；另外e2studio針對調試和配置兩個部分做了很好的擴展，雖然界面沒有stm32的那么華麗，但是功能簡潔實用，軟件的穩定程度也很高，在使用過程中還未遇到明顯的錯誤。 最后說一下Funpark活動，這個活動確實很棒，建立交流群讓共同的愛好者有一個共同的目標，一起討論交流，這個是十分愉快也十分難得的；另外還會請來高水平老師給大家進行培訓，幫助大家盡量解決問題，掃清了我們完成任務的障礙；最后是硬禾這個平臺，在前段時間板子沒到的時候，去過硬禾的網站和電子森林的站點，里邊的確是包含了非常多的技術干貨，著實是能幫助到電子愛好者甚至是專業從業人士的。 再次感謝硬禾與Digikey能夠給大家提供這樣一個好玩又能學知識的活動，實在是很棒。

原文標題：看老工程師寫代碼說明——Funpack第三期分享之二

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責任編輯：haq