【RA-Eco-RA2L1-48PIN】ADC 電壓表與OLED顯示

本文介紹了 RA-Eco-RA2L1-48PIN 開發板通過瑞薩 e2 Studio 靈活軟件包（FSP）編程實現 ADC 串口采集電壓和OLED顯示電壓數值的項目設計，包括串口電壓值串口打印、硬件 IIC 通信協議配置、 OLED顯示、效果展示等流程。

項目介紹

使用 FSP 靈活軟件包和 e2 studio 軟件創建工程；
配置串口和 ADC，實現串口printf重定向，打印 ADC 電壓值；
配置硬件 IIC 并實現 OLED 驅動和框架顯示；
OLED 顯示 ADC 采集電壓值，實現電壓表項目設計。

驅動 OLED

介紹了通過配置硬件 IIC 實現與 SSD1306 通信進而驅動 OLED 顯示屏的主要流程。

工程創建

打開 e2 studio 軟件，依次點擊 文件 - 新建 - 瑞薩 C/C++ 項目 - Renesas RA
依次進行工程命名，路徑設置，FSP版本，目標開發板選擇，Device 選擇 R7FA2L1AB2DFL ，工具鏈選擇 GNU ARM Embedded ，調試器選擇 J-Link
完成工程創建

IIC 配置

設置目標串口對應的 GPIO 引腳
- 依次選擇 Pins - Peripherals - Connectivity:IIC - IIC0 - 使能該模式 - 可見 P401 和 P400 引腳分別對應 SDA 和 SCL ；
新建 IIC 通信堆棧
- Stacks - New Stack - Connectivity - I2C Master (r_iic_master)
選中 iic 堆棧方框，打開屬性標簽，配置 IIC 參數

在這里插入圖片描述

屬性設置： 屬性 - Module g_i2c_master0 I2C Master (r_iic_master) ；
Slave Address 設置為 0x3C ；
回調函數設置為 IIC_master_callback ；
點擊 Generate Code 按鈕，生成工程代碼。

漢字取模

下載并運行 PC2LCD2018 軟件；
菜單欄模式設置為 字符模式 ；
點擊工具欄中的 設置 按鈕，配置字模選項：列行式取模、低位在前等，設置完成后點擊 確定 保存配置；

在這里插入圖片描述

在文字輸入選框輸入目標漢字，點擊 生成字模 ；
選中復制或保存字模，代碼添加至 oledfont.h 文件。

工程代碼

驅動基于 SSD1306 的 OLED 屏幕顯示框架。

oled.c 文件、oled.h 文件、oledfont.h 文件下載鏈接：

【免費】Renesas單片機OLED驅動文件資源-CSDN文庫

hal_entry.c 關鍵代碼如下

#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);//電OLED_ShowCHinese(64,0,1,1);//壓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);//電OLED_ShowCHinese(16,6,1,0);//壓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
}

保存代碼，重新構建工程。

硬件連接

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

工程調試

點擊上方工具欄 小錘子 按鈕（或右鍵工程選擇 調試方式 - 調試配置）；
選擇 Renesas GDB Hardware Debugging ，選擇構建的相應的 Flat ；
確保調試器已正確連接，點擊調試按鈕，進入調試模式；
點擊左上角綠色三角形啟動按鈕，再次點擊啟動調試；
打開串口調試助手，配置串口信息，打開串口，可獲得相應的字符串輸出。

效果

首行顯示 A D C 電壓表，后面兩行分別顯示 ADC 值和電壓值及單位。

在這里插入圖片描述

ADC 顯示

在前面工作的基礎上，介紹了結合 ADC 模擬輸入信號的電壓轉換和串口打印與 OLED 顯示，實現了實時讀取 ADC 值和電壓值的電壓表項目。

工程創建

在前面驅動 OLED 顯示框架的基礎上，加入 UART 和 ADC 堆棧配置，并將數值同時輸出至 OLED 顯示和串口，即可實現電壓值的實時顯示。

這里簡述相應的流程。

串口配置

設置目標串口對應的 GPIO 引腳
- 依次選擇 Pins - Peripherals - Connectivity:SCI - SCI9 對應 P109 (TXD9) 和 P110 (RXD9) 引腳；
新建串口通信堆棧
- New Stack - Connectivity - UART (r_sci_uart)
選中 uart 堆棧方框，打開屬性標簽，配置串口參數
屬性設置： 屬性 - Module g_uart9 UART (r_sci_uart) - General 、Baud、Interrupts 設置回調函數

ADC 配置

設置 ADC 通道對應的 GPIO 配置
- 依次選擇 Pins - Peripherals - Analog:ADC - ADC0 - 右側通道選項 AN000 打開對應值 P000 引腳；
新建 ADC 堆棧
- New Stack - Analog - ADC (r_adc)
屬性配置
- General 選項下設置 ADC 單次掃描
- Input 選項下勾選 Channel0，配置中斷與回調函數；
ADC 及串口配置完成后，構建工程，確保無誤。

工程代碼

hal_entry.c 關鍵代碼如下

#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);//電OLED_ShowCHinese(64,0,1,1);//壓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);//電OLED_ShowCHinese(16,6,1,0);//壓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
}

保存代碼，重新構建工程。