【Follow me第二季第3期】任务汇总提交贴重写版

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一、项目简介

        本次实验通过按键选择波形输出，并可以通过ADC模块对DAC电压输出采样，并通过串口打印结果。

    实验器材
1.EK-RA6M5开发板1块，
2.Windows电脑一台，
3.CH340串口转换工具一个
4.杜邦线若干，MicroUSB数据线两根
软件：
e2 studio
FreeMaster，
ch340驱动程序，
term串口显示工具，
Renesas Flash Programmer V3.14（烧录软件）
 

二、程序流程图

三、各任务具体实现代码

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这里主要介绍一下波形产生原理和按键扫描方法1、    三角波产生原理
定义一个全局变量gs_dac_value，开始时，每隔一定时间加一，然后写入到DAC，更新DAC输出，当gs_dac_value=4095时，接下来每隔一段时间减一，直到gs_dac_value==0，为一个周期。如果在10ms任务中加一，然后更新DAC输出，则，三角波的周期为10ms*4096*2=81920ms=81.92s，这个周期是比较长的，所以将DAC输出和LED连接产生的呼吸灯效果不是很明显，实际输出是没有问题的。

fsp_err_t DAC_output(void)
{
    static int16_t a = 1;
    gs_dac_value = (uint16_t) (gs_dac_value + a);
    if (gs_dac_value >= 0x0FFF)
//    if (gs_dac_value >= 0x5)
    {
        a = -1;
    }
    else if (gs_dac_value == 0)
    {
        a = 1;
    }

    fsp_err_t status = R_DAC_Write (&g_dac0_ctrl, gs_dac_value);

    return status;
}

2、    正弦波产生原理
定期调用math.h库函数sin()，根据系统运行时间来计算正弦波输出，周期T=2π，无相位偏移，然后将电压波形向上偏移1V将负电压转化为正电压，再除以2，然后乘以DAC的精度(4096-1),即可输出正弦波。

fsp_err_t DAC_output_Sinewave(void)
{
    fsp_err_t ret;
    uint64_t currenttime = gs_dwTick;
    uint64_t t_ms = (currenttime - gs_starttime);       //ms
    double t_s = (double) t_ms / 1000;       //(double)(t_ms/1000);
    DAC_value = (uint16_t) ((sin (t_s) + 1) / 2 * 4095);
    gs_dac_value = DAC_value;
    ret = R_DAC_Write (&g_dac0_ctrl, gs_dac_value);
    return ret;
}

3、    按键扫描原理
要检测按键状态，检测与按键连接的IO口的输入电压即可，但是机械按键会有抖动，电压波动容易误判，所以需要再加上消抖，硬件消抖就是利用RC电路充放电来使得电压变化平滑，消除尖刺，达到消抖目的；软件消抖则是在第一次检测到电平变化之后，等待一段时间，待电压稳定后再次读取电平，如果，检测到按键仍然在按下状态，则说明按键按下了；另一种按键扫描则是，等检测到按键松开了再生成按键按下信号，不松开就会阻塞程序运行。
 

#include "key.h"

uint8_t keyscan(bsp_io_port_pin_t Key)
{
    uint8_t ret = 0;
    bsp_io_level_t keystatus = KEY_RELEASE;
    bsp_io_level_t keystatus1 = KEY_RELEASE;
    g_ioport.p_api->pinRead (g_ioport.p_ctrl, Key, &keystatus);
    if (keystatus == KEY_PRESS)
    {
        R_BSP_SoftwareDelay (KEY_SCAN_DELAY_MS, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
        ret = g_ioport.p_api->pinRead (g_ioport.p_ctrl, Key, &keystatus1);
        if (keystatus == keystatus1)
        {
            ret = 1;
        }
        return ret;
    }
    return ret;
}

uint8_t Key_Scan(bsp_io_port_pin_t Key)
{ //阻塞式扫描按键
    uint8_t ret = 0;
    bsp_io_level_t keystate = KEY_RELEASE;
    //bsp_io_level_t keystate1=KEY_RELEASE;
    g_ioport.p_api->pinRead (g_ioport.p_ctrl, Key, &keystate);
    if (keystate == KEY_PRESS)
    {
        do
        {
            g_ioport.p_api->pinRead (g_ioport.p_ctrl, Key, &keystate);
        }
        while (keystate == KEY_PRESS);
        ret = 1;
    }
    return ret;
}

4、    串口
本项目中通过串口打印ADC采样数据，我选用的是串口7，在MyRA6M5Project工程中添加串口模块，并重定义Printf()函数。
在项目属性中可以看到，e2studio使用的工具链是GNU，通过查阅资料，找到printf()重定向代码如下（其实只写一个_write()函数就可以实现printf()函数打印到串口了，但是会有许多warning）：

 

/* 重定向 printf 输出 */
int _isatty(int fd);
int _write(int fd, char *pBuffer, int size); //防止编译警告
int _close(int fd);
int _lseek(int fd, int ptr, int dir);
int _read(int fd, char *ptr, int len);
int _fstat(int fd, struct stat *st);

int _write(int fd, char *pBuffer, int size)
{
    (void) fd;
    R_SCI_UART_Write (&g_uart7_ctrl, (uint8_t*) pBuffer, (uint32_t) size);
    uart7_wait_for_tx ();
    return size;
}

__attribute__((weak)) int _read(int file, char *ptr, int len)
{
    (void) file;
    int DataIdx;
    for (DataIdx = 0; DataIdx < len; DataIdx++)
    {
        R_SCI_UART_Read (&g_uart7_ctrl, (uint8_t*) ptr, 1); //__io_getchar();
        ptr++;
    }
    return len;
}

__attribute__((weak)) int _isatty(int fd)
{
    if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)
        return 1;

    errno = EBADF;
    return 0;
}

__attribute__((weak)) int _close(int fd)
{
    if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)
        return 0;

    errno = EBADF;
    return -1;
}

__attribute__((weak)) int _lseek(int fd, int ptr, int dir)
{
    (void) fd;
    (void) ptr;
    (void) dir;

    errno = EBADF;
    return -1;
}

__attribute__((weak)) int _fstat(int fd, struct stat *st)
{
    if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)
    {
        st->st_mode = S_IFCHR;
        return 0;
    }

    errno = EBADF;
    return 0;
}

然后在项目属性中按如下图所示勾选3个选项
 

串口重定向完成。
 

四、视频

 

五、心得体会

    EK-RA6M5这块开发板的MCU是瑞萨设计的基于M33内核的MCU，时钟最高可达200MHz，在m系列内核控制器中属于非常强大的了，而且丰富的外设资源，超多的IO引脚以及各种通信协议的支持让这块开发板可扩展性非常强！借着本次活动，我有幸体验了一下这块板子，强大的的硬件加上e2studio这款优秀的软件，让开发过程非常简单，省去了大量的写底层驱动的时间，这一点对初学者和缺乏时间的电子工程师来说非常棒。

一点小建议：希望e2studio里面可以增加Flash下载按钮（就像NXP的s32ds那样），Renesas Flash Programmer V3.14这个软件下载的速度太慢了，而且每次切换软件也不方便。还有，希望可以选择软件安装位置，C盘空间实在不够用了！
最后，祝eeworld和digikey越来越好！