【跑步姿势训练鞋】No.003-数据采集和实时显示

sipower 发表于 2021-5-26 22:08

上一篇介绍了软件开发环境的建立，这一篇介绍数据采集和实时显示。

 

首先叙述一下我的作品整体规划。本作品采用四个压力传感器采集足底的压力，通过对四个点的压力变化进行分析，识别出当前的跑步姿势，通过蓝牙将结果发到手机或电脑，训练人员就能通过实时获取的数据来对比纠正自己的跑步姿势，达到正确健康的跑步训练效果。具体的系统框图如下：

 



图1，系统框图

本篇文章重点介绍如何获取4路ADC数据并通过串口实时显示到电脑上。使用到的工具有：IAR EW for Arm，SSCOM串口助手，J-Link RTT Viewer，DataScope 串口虚拟示波器。

<ol>
<li> 获取例程</li>
<li>在上一篇已经介绍过如何装RSL10软件开发包了，本篇直接在上篇基础上开整。打开IAR库管理，选择例程标签，导入ADC_UART例程，编译运行。除了配置一下J-Link RTT Viewer的宏配置选项，其他基本上傻瓜式操作就好使。如下图。</li>
</ol>



 
图2，导入ADC例程


 
打开SSCOM和J-Link RTT Viewer，就可以看到开发板不停的输出ADC input value，如此，即可说明开发板、通讯链路，串口配置等都是没问题的，为改造程序做准备。串口输出如下图。


 



 
图3，开发板输出


<ol start="2">
<li>修改例程</li>
<li>例程中，模拟信号采集的是电源的电压，此处我不改变，因为后面还会用到。我额外增加了4个外部输入通道。根据原理图，增加4个模拟输入口的初始化，见下图。</li>
</ol>



 

图4，模拟IO初始化

然后进行ADC的初始化配置。原来的电量采集通道不变，增加0-3通道的采集配置。代码如下：

    /* Configure ADC_CHANNEL input selection to VBAT/2 */

    Sys_ADC_InputSelectConfig(ADC_CHANNEL, ADC_POS_INPUT_VBAT_DIV2|ADC_NEG_INPUT_GND);

    /* Configure both input selection for an ADC channel to GND so the OFFSET is

     * subtracted automatically to result. */

    Sys_ADC_InputSelectConfig(ADC_0_CHANNEL, ADC_POS_INPUT_DIO0 |

                              ADC_NEG_INPUT_GND);

    Sys_ADC_InputSelectConfig(ADC_1_CHANNEL, ADC_POS_INPUT_DIO1 |

                              ADC_NEG_INPUT_GND);

    Sys_ADC_InputSelectConfig(ADC_2_CHANNEL, ADC_POS_INPUT_DIO2 |

                              ADC_NEG_INPUT_GND);

    Sys_ADC_InputSelectConfig(ADC_3_CHANNEL, ADC_POS_INPUT_DIO3 |

                              ADC_NEG_INPUT_GND);

 
在中断函数ADC_BATMON_IRQHandler中添加数据接收缓存代码：


 
adc_array = adc_array + ADC->DATA_TRIM_CH;


        adc_array = adc_array + ADC->DATA_TRIM_CH;

        adc_array = adc_array + ADC->DATA_TRIM_CH;

        adc_array = adc_array + ADC->DATA_TRIM_CH;

 
在发送函数Send_ADC_Value中添加数据格式化和发送代码：


 
sprintf(buffer,"%d,%d,%d,%d\n",adc_array,adc_array,adc_array,adc_array);


size = strlen((const char *)buffer);

UART_FillTXBuffer(size, (uint8_t *)buffer);

 
然后编译运行，就可以在SSCOM中接收到4个通道的数据了，如下图。


 



图5，四通道数据

 

<ol start="3">
<li>对接串口虚拟示波器</li>
 
<li>如果只是在SSCOM中显示采集到的数据，太不直观了，不能实时体现出压力变化状态，我想到了以前用到的一个工具，DataScope 串口虚拟示波器，感谢ACE-Tech(恒智高科)免费提供如此好用的开发工具。要使用此工具需要将DataScope_DP.C和DataScope_DP.h两个文件添加到工程，然后改动程序接口，让4路缓存数据能够按照工具要求的格式发送，使用下面代码格式化数据：</li>
</ol>

    DataScope_Get_Channel_Data( adc_array+30000, 1 );  //将数据 1.0  写入通道 1

    DataScope_Get_Channel_Data( adc_array+10000, 2 );  //将数据 2.0  写入通道 2

    DataScope_Get_Channel_Data( adc_array-10000, 3 );  //将数据 3.0  写入通道 3

    DataScope_Get_Channel_Data( adc_array-30000, 4 );  //将数据 4.0  写入通道 4 

    size = DataScope_Data_Generate(4); //生成10个通道的格式化帧数据，返回帧数据长度

 
此处我遇到一个小坑，由于前面声明缓存变量一直使用例程unsigned无符号形式，在调用此函数时未注意，导致上位机收到的波形特别奇怪，数据忽大忽小，差值还特别大，后来经过反复检查，发现是做减法时本应该出现负数，结果由于是无符号，补码变成一个超大数了。我把变量改成有符号型的就解决问题了。


 
我为什么要在后面或加或减那10000和30000呢？是因为我要在显示的时候各波形分开距离，防止混叠。


 



图6，波形显示

至此，基本完成了数据采集和实时显示功能，为下一步数据分析做好了准备。接下来重点调试压力传感硬件，分析数据特点，抽象分析算法。

IAR工程源代码如下：

soso 发表于 2021-5-27 09:10

期待后续，这个很实用呀

dql2016 发表于 2021-5-27 13:05

代码能分享一份吗

dql2016 发表于 2021-5-27 13:05

这个软件不错，看串口数据波形

sipower 发表于 2021-5-27 16:53

dql2016 发表于 2021-5-27 13:05
代码能分享一份吗

可以，回头我传上来

dql2016 发表于 2021-5-30 09:20

这个ad输入是0~2V么，怎么配置3.3V？

sipower 发表于 2021-6-10 21:42

dql2016 发表于 2021-5-30 09:20
这个ad输入是0~2V么，怎么配置3.3V？

这个跟电源设置关系比较大，具体参见：

RSL10_hardware_reference.pdf-》5.3.4 Digital Supply Voltages

 

ADC章节也有提示：

IMPORTANT: For accurate ADC measurements across operating conditions, the VDDC supply voltage level must be a minimum of 1.00 V. For more information about VDDC configuration, see Section 5.3.4, “Digital Supply Voltages” on page 46, and the “Manufacturing Calibrated Settings” from the RSL10 Firmware Reference.

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