安路SparkRoad开发板测评(4) ADC IP的使用

cruelfox 发表于 2022-4-26 23:06

EG4S20内部带了一个ADC，需要以IP的形式调用。FPGA IP核就当作一个积木来用，和自己编写的逻辑连起来就是了。

　　在TD的Tools菜单上选择“IP Generator”，出现对话框后选择新建IP核，然后给IP取一个名称（对应生成的Verilog文件名），确定后出现IP选择对话框，找到ADC



　　双击鼠标选择它，出现如下的配置界面：



 

　　紫色框代表硬件ADC模块，左边是输入，右边是输出。看名称能猜到信号都是什么意思了：eoc和soc分别是End of Conversion与Start of Conversion的意思，pd应该是Power Down吧。输出数据12-bit，只有一路，因此8个模拟输入通道需要选择，在方框中打勾表示使能对应的模拟输入通道，s 决定转换哪一个模拟输入。

　　再填写一下Component name (需要和之前填写的IP名称一致，我觉是得多此一举)，点OK按钮后将生成.v的文件。生成IP的一系列对话框都没有回退功能，界面缺乏说明，不清楚的要另找文档看。

　　生成的ADC模块是这样：



　　上面代码中的 EG_PHY_ADC就当作一个黑盒子好了。新工程中若没有其它模块，它就自动成为顶层，可以直接综合，出来结果：



 

　　注意，没有使用LE资源，也就是不需要额外的逻辑，ADC模块的引脚直接连到FPGA管脚了。现在没有写约束，，管脚是自动分配的。

　　注意，模拟输入引脚并不在I/O口列表中，也不能在I/O约束对话框中指定。那么，怎么指派模拟输入引脚呢？很可能模拟输入功能是固定的引脚，因为已经有8个输入通道了，从哪个输入模拟信号是八选一……去SparkRoad板子的电路图上找找线索。

　　果然，ADC的8个输入通道是引脚名称标住了的，跟MCU的ADC输入类似。



　　根据电路图看来，在SparkRoad上只有通道1~7可以用。

 

　　为了把ADC转换的值呈现出来，我要写一个12位数据转换成十进制，驱动LED数码管的逻辑。在没有CPU的情况下，进行这个转换就要费些工夫了，需要做三次除以10的整数运算。TD里面提供了除法器的IP可以拿来用，不过我不打算用除法，我想就用循环减法来做。

　　我的思路是这样的：9999以内的数，先与1000比较，若大于等于1000，就减去1000，千位计数加一，循环；然后与100比较，同理操作百位数字加一，循环；最后与10比较，直到小于10就转换完成了，以时钟周期为代价省去除法器。



　　再编写一个LED数码管扫描驱动就简单了，最后写一个顶层，将几个模块连起来工作：



　　ADC转换我试着给一个脉冲当soc信号，看看结果的情况。数据输出如果是锁存的话，经过我的十进制转换逻辑给扫描显示，稳定的数字就是结果。

 

　　我选择的通道1输入。引脚悬空时，数字会随机跳动。和GND短路，显示数字就稳定在0了。



　　接一节旧电池测量，读数在1642附近跳动（1643,1641都容易看到，也能看到1640,1644出现）



　　我用万用表测电池电压显示1.321V，测量板子上ADC_REF电压（C18两端）显示3.291V，则换算ADC转换理论值是1644，差不多。

 

　　最后测一下ADC转换的时间。将ADC的soc和eoc以及ADC用的时钟引到FPGA脚上接示波器。ADC时钟采用24MHz分频后的1.5MHz. 我的示波器只有两通道，因此一个通道测soc并触发，另一个通道先测时钟保存为参考，再测eoc.



　　可见转换过程用了15个时钟周期的样子。

　　FPGA内带的ADC和MCU带的是类似的，不同点在于FPGA里面直接操作ADC的控制信号，而MCU是读写总线上的ADC控制器的寄存器，是间接操作。

lugl4313820 发表于 2022-4-27 13:35

表示没玩过，给你支持，加油！

freebsder 发表于 2022-4-27 22:38

为什么那个方波中间是折的？

cruelfox 发表于 2022-4-27 23:03

freebsder 发表于 2022-4-27 22:38
为什么那个方波中间是折的？

那个是示波器保存的参考，叠加显示的，存的不是采样数据，当成低分辨率贴图理解就是了。

bigbat 发表于 2022-4-28 11:40

兄弟手好快呀，本打算这星期搞一下呢。我看了你很受启发

light_spirit 发表于 2024-11-2 14:11

请问数码管驱动怎么去写

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