Holtek MCU HT32F52352를 사용하여 PDMA+ADC로 다채널 아날로그 값을采集하고 0.96인치 OLED 화면에 표시하기.
최근 Holtek Cup 대회에 참가하면서 여러분을 위해 간단한 튜토리얼을 작성해 보았습니다.
Holtek HT32 MCU 개발 환경 구축 및 설정 튜토리얼: https://blog.zeruns.com/archives/709.html
전자/MCU 기술交流群: 2169025065
실제 화면
ADC 및 PDMA 소개
ADC(Analog-to-Digital Converter): HT32F52352에는 12-bit 순차 근사형(SAR) A/D 변환기가 내장되어 있으며, 12개 외부 아날로그 입력 채널과 2개의 내부 채널(VDD 및 GND)을 측정할 수 있으며, 최대 샘플링 속도는 1Msps입니다.
PDMA(Peripheral Direct Memory Access): HT32F52352에는 6개의 PDMA 채널이 있으며, 그중 CH0 채널만 ADC를 지원합니다.
ADC 변환 데이터 레지스터 ADC_DR는 32비트이지만 하위 16비트만 유효합니다. PDMA를 16비트 데이터 폭 모드로 사용하면 DR 레지스터의 상위 16비트 무효 데이터가 다음 위치로 전송되므로 PDMA는 32비트 데이터 폭 모드를 사용하고, 최종 데이터 처리 시 0x0000FFFF와 &(AND) 연산하여 상위 16비트 무효 데이터를 제거합니다. 더 나은 해결책이 있으면 댓글에서 논의해 주세요.
필요한 구매 링크:
ESK32 개발보드: https://s.click.taobao.com/ndAFyKu
DAPLINK: https://s.click.taobao.com/Lt4FyKu
杜邦線: https://s.click.taobao.com/QVTFyKu
0.96인치 OLED 화면: https://s.click.taobao.com/XLU9ZJu
소스 코드
전체 프로젝트 파일 다운로드: https://url.zeruns.com/HT32_PDMA_ADC
주요 소스 파일은 다음과 같습니다:
main.c
#include "ht32.h"
#include "GPIO.h"
#include "BFTM0.h"
//#include "GPTM0.h"
//#include "GPTM1.h"
#include "delay.h"
#include "OLED.h"
#include "WDT.h"
#include "ADC.h"
int main(void)
{
GPIO_Configuration(); // GPIO 초기화
BFTM0_Configuration(); // BFTM0 타이머 초기화
GPTM0_Configuration(); // GPTM0 타이머 초기화
GPTM1_Configuration(); // GPTM1 타이머 초기화
WDT_Configuration(); // 와치독 초기화
OLED_Init(); // OLED 초기화
ADC_Configuration(); // ADC 초기화
OLED_ShowString(1, 1, "AD0:"); // OLED 1행 1열에 문자열 “AD0:” 표시
OLED_ShowString(2, 1, "AD1:");
OLED_ShowString(3, 1, "AD2:");
OLED_ShowString(4, 1, "AD3:");
OLED_ShowString(1, 11, ".");OLED_ShowString(1, 15, "V");
OLED_ShowString(2, 11, ".");OLED_ShowString(2, 15, "V");
uint16_t count1 = 0;
while (1)
{
if (HT_CKCU->APBCCR1 & (1 << 4)) // 와치독 클럭이 활성화되었는지 확인
WDT_Restart(); // 와치독 카운터 재설정
OLED_ShowNum(3, 12, count1, 5);
OLED_ShowNum(4, 12, count2, 5);
OLED_ShowNum(1, 5, AD_Value[0] & 0x0000FFFF, 4);// ADC 샘플 값 표시
float Voltage0 = (AD_Value[0] & 0x0000FFFF) / 4096.0 * 3.3; // ADC 값을 전압으로 변환
OLED_ShowNum(1, 10, (uint8_t)Voltage0, 1); // 정수 부분
OLED_ShowNum(1, 12, (uint16_t)(Voltage0 * 1000) % 1000, 3); // 소수 부분
OLED_ShowNum(2, 5, AD_Value[1] & 0x0000FFFF, 4);
float Voltage1 = (AD_Value[1] & 0x0000FFFF) / 4096.0 * 3.3;
OLED_ShowNum(2, 10, (uint8_t)Voltage1, 1);
OLED_ShowNum(2, 12, (uint16_t)(Voltage1 * 1000) % 1000, 3);
OLED_ShowNum(3, 5, AD_Value[2] & 0x0000FFFF, 4);
OLED_ShowNum(4, 5, AD_Value[3] & 0x0000FFFF, 4);
// https://blog.zeruns.com
GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOC, GPIO_PIN_14, RESET); // PC14 LOW 출력
GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOC, GPIO_PIN_15, SET); // PC15 HIGH 출력
Delay_ms(100); // 100ms 지연
GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOC, GPIO_PIN_14, SET);
GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOC, GPIO_PIN_15, RESET);
Delay_ms(100);
count1++;
}
}
ADC.c
#include "ADC.h"
uint32_t AD_Value[4];
void ADC_Configuration(void)
{
CKCU_PeripClockConfig_TypeDef CKCUClock = {{0}};// 구조체 정의, 클럭 설정
CKCUClock.Bit.PA = 1; // GPIOA 클럭 활성화
CKCUClock.Bit.ADC = 1; // ADC 클럭 활성화
CKCUClock.Bit.AFIO = 1; // AFIO 클럭 활성화
CKCUClock.Bit.PDMA = 1; // PDMA 클럭 활성화
CKCU_PeripClockConfig(CKCUClock, ENABLE); // 주변 장치 클럭 활성화
ADC_Reset(HT_ADC); // ADC 리셋
CKCU_SetADCPrescaler(CKCU_ADCPRE_DIV4); // ADC 클럭 분배 설정
AFIO_GPxConfig(GPIO_PA, AFIO_PIN_0, AFIO_FUN_ADC); // PA0 핀을 ADC로 설정
AFIO_GPxConfig(GPIO_PA, AFIO_PIN_1, AFIO_FUN_ADC);
AFIO_GPxConfig(GPIO_PA, AFIO_PIN_2, AFIO_FUN_ADC);
AFIO_GPxConfig(GPIO_PA, AFIO_PIN_3, AFIO_FUN_ADC);
// https://blog.zeruns.com
ADC_RegularChannelConfig(HT_ADC, ADC_CH_0, 0); // ADC 규칙 그룹 설정, 시퀀스 0에 채널 0
ADC_RegularChannelConfig(HT_ADC, ADC_CH_1, 1); // 시퀀스 1에 채널 1
ADC_RegularChannelConfig(HT_ADC, ADC_CH_2, 2);
ADC_RegularChannelConfig(HT_ADC, ADC_CH_3, 3);
// https://blog.vpszj.cn
ADC_RegularGroupConfig(HT_ADC, CONTINUOUS_MODE, 4, 1); // 연속 변환 모드, 길이 4
ADC_RegularTrigConfig(HT_ADC, ADC_TRIG_SOFTWARE); // 소프트웨어 트리거
ADC_SamplingTimeConfig(HT_ADC, 16); // 샘플링 시간 16
// ADC_IntConfig(HT_ADC, ADC_INT_CYCLE_EOC, ENABLE); // ADC 인터럽트
// NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn); // ADC 인터럽트 활성화
PDMACH_InitTypeDef PDMACH_InitStructure; // PDMA 설정 구조체
PDMACH_InitStructure.PDMACH_SrcAddr = (u32)(&HT_ADC->DR); // 소스: ADC_DR 레지스터
PDMACH_InitStructure.PDMACH_DstAddr = (u32)AD_Value; // 목적지: AD_Value 배열
PDMACH_InitStructure.PDMACH_AdrMod = SRC_ADR_LIN_INC | DST_ADR_LIN_INC | AUTO_RELOAD;// 주소 자동 증가
PDMACH_InitStructure.PDMACH_Priority = H_PRIO; // 우선순위 HIGH
PDMACH_InitStructure.PDMACH_BlkCnt = 4; // 4회 전송
PDMACH_InitStructure.PDMACH_BlkLen = 1;
PDMACH_InitStructure.PDMACH_DataSize = WIDTH_32BIT; // 32비트 폭
PDMA_Config(PDMA_CH0, &PDMACH_InitStructure); // PDMA0 초기화
// PDMA_IntConfig(PDMA_CH0, (PDMA_INT_GE | PDMA_INT_TC), ENABLE); // PDMA 인터럽트
PDMA_EnaCmd(PDMA_CH0, ENABLE); // PDMA0 활성화
ADC_PDMAConfig(HT_ADC, ADC_PDMA_REGULAR_CYCLE, ENABLE); // ADC PDMA 신호 활성화
ADC_Cmd(HT_ADC, ENABLE); // ADC 활성화
ADC_SoftwareStartConvCmd(HT_ADC, ENABLE); // 소프트웨어로 ADC 변환 시작
PDMA_SwTrigCmd(PDMA_CH0, ENABLE); // 소프트웨어로 PDMA 트리거
}
ADC.h
#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H
#include "ht32.h"
extern uint32_t AD_Value[4];
void ADC_Configuration(void);
#endif
```**OLED.c**
```c++
#include "ht32.h"
#include "OLED_Font.h"
/*핀 설정*/
#define OLED_SCL GPIO_PIN_7
#define OLED_SDA GPIO_PIN_8
#define OLED_W_SCL(x) GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOB, OLED_SCL, (FlagStatus)(x))
#define OLED_W_SDA(x) GPIO_WriteOutBits(HT_GPIOB, OLED_SDA, (FlagStatus)(x))
/*핀 초기화*/
void OLED_I2C_Init(void)
{
CKCU_PeripClockConfig_TypeDef CKCUClock = {{ 0 }}; //구조체 정의, 클럭 설정
CKCUClock.Bit.PB = 1; //GPIOB 클럭 활성화
CKCU_PeripClockConfig(CKCUClock, ENABLE); //주변 장치 클럭 활성화
GPIO_SetOutBits (HT_GPIOB, OLED_SCL); //IO 포트를 높은 전平으로 설정
GPIO_DirectionConfig (HT_GPIOB, OLED_SCL, GPIO_DIR_OUT); //IO 포트를 출력 모드로 설정
GPIO_OpenDrainConfig (HT_GPIOB, OLED_SCL, ENABLE); //IO 포트를 개방 드레인 출력 모드로 설정
GPIO_PullResistorConfig (HT_GPIOB, OLED_SCL, GPIO_PR_UP); //IO 포트를 풀업 출력 모드로 설정
//GPIO_DriveConfig (HT_GPIOB, OLED_SCL,GPIO_DV_12MA); //IO 포트 출력 전류 모드 설정
GPIO_SetOutBits (HT_GPIOB, OLED_SDA);
GPIO_DirectionConfig (HT_GPIOB, OLED_SDA, GPIO_DIR_OUT);
GPIO_OpenDrainConfig (HT_GPIOB, OLED_SDA, ENABLE);
GPIO_PullResistorConfig (HT_GPIOB, OLED_SDA, GPIO_PR_UP);
//GPIO_DriveConfig (HT_GPIOB, OLED_SDA,GPIO_DV_12MA);
OLED_W_SCL(1);
OLED_W_SDA(1);
}
/**
* @brief I2C 시작
* @param 없음
* @retval 없음
*/
void OLED_I2C_Start(void)
{
OLED_W_SDA(1);
OLED_W_SCL(1);
OLED_W_SDA(0);
OLED_W_SCL(0);
}
/**
* @brief I2C 정지
* @param 없음
* @retval 없음
*/
void OLED_I2C_Stop(void)
{
OLED_W_SDA(0);
OLED_W_SCL(1);
OLED_W_SDA(1);
}
/**
* @brief I2C 1바이트 전송
* @param Byte 전송할 1바이트
* @retval 없음
*/
void OLED_I2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
OLED_W_SDA(Byte & (0x80 >> i));
OLED_W_SCL(1);
OLED_W_SCL(0);
}
OLED_W_SCL(1); //추가 클럭, 응답 신호 무시
OLED_W_SCL(0);
}
/**
* @brief OLED 명령어 쓰기
* @param Command 쓸 명령어
* @retval 없음
*/
void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)
{
OLED_I2C_Start();
OLED_I2C_SendByte(0x78); //슬레이브 주소
OLED_I2C_SendByte(0x00); //명령어 쓰기
OLED_I2C_SendByte(Command);
OLED_I2C_Stop();
}
/**
* @brief OLED 데이터 쓰기
* @param Data 쓸 데이터
* @retval 없음
*/
void OLED_WriteData(uint8_t Data)
{
OLED_I2C_Start();
OLED_I2C_SendByte(0x78); //슬레이브 주소
OLED_I2C_SendByte(0x40); //데이터 쓰기
OLED_I2C_SendByte(Data);
OLED_I2C_Stop();
}
/**
* @brief OLED 커서 위치 설정
* @param Y 왼쪽 위를 원점으로 아래 방향 좌표, 범위: 0~7
* @param X 왼쪽 위를 원점으로 오른쪽 방향 좌표, 범위: 0~127
* @retval 없음
*/
void OLED_SetCursor(uint8_t Y, uint8_t X)
{
OLED_WriteCommand(0xB0 | Y); //Y 위치 설정
OLED_WriteCommand(0x10 | ((X & 0xF0) >> 4)); //X 위치 하위 4비트 설정
OLED_WriteCommand(0x00 | (X & 0x0F)); //X 위치 상위 4비트 설정
}
/**
* @brief OLED 화면 지우기
* @param 없음
* @retval 없음
*/
void OLED_Clear(void)
{
uint8_t i, j;
for (j = 0; j < 8; j++)
{
OLED_SetCursor(j, 0);
for(i = 0; i < 128; i++)
{
OLED_WriteData(0x00);
}
}
}
/**
* @brief OLED 부분 화면 지우기
* @param Line 행 위치, 범위: 1~4
* @param start 열 시작 위치, 범위: 1~16
* @param end 열 끝 위치, 범위: 1~16
* @retval 없음
*/
void OLED_Clear_Part(uint8_t Line, uint8_t start, uint8_t end)
{
uint8_t i,Column;
for(Column = start; Column <= end; Column++)
{
OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8); //커서 위치를 상반부로 설정
for (i = 0; i < 8; i++)
{
OLED_WriteData(0x00); //상반부 내용 표시
}
OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8); //커서 위치를 하반부로 설정
for (i = 0; i < 8; i++)
{
OLED_WriteData(0x00); //하반부 내용 표시
}
}
}
/**
* @brief OLED 한 문자 표시
* @param Line 행 위치, 범위: 1~4
* @param Column 열 위치, 범위: 1~16
* @param Char 표시할 한 문자, 범위: ASCII 가시 문자
* @retval 없음
*/
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char)
{
uint8_t i;
OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8); //커서 위치를 상반부로 설정
for (i = 0; i < 8; i++)
{
OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i]); //상반부 내용 표시
}
OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8); //커서 위치를 하반부로 설정
for (i = 0; i < 8; i++)
{
OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i + 8]); //하반부 내용 표시
}
}
/**
* @brief OLED 문자열 표시
* @param Line 시작 행 위치, 범위: 1~4
* @param Column 시작 열 위치, 범위: 1~16
* @param String 표시할 문자열, 범위: ASCII 가시 문자
* @retval 없음
*/
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String)
{
uint8_t i;
for (i = 0; String[i] != '\0'; i++)
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i, String[i]);
}
}
/**
* @brief OLED 거듭제곱 함수
* @retval X의 Y승 반환
*/
uint32_t OLED_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
uint32_t Result = 1;
while (Y--)
{
Result *= X;
}
return Result;
}
/**
* @brief OLED 숫자 표시(십진수, 양수)
* @param Line 시작 행 위치, 범위: 1~4
* @param Column 시작 열 위치, 범위: 1~16
* @param Number 표시할 숫자, 범위: 0~4294967295
* @param Length 표시할 숫자 길이, 범위: 1~10
* @retval 없음
*/
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < Length; i++)
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
}
}
/**
* @brief OLED 숫자 표시(십진수, 부호 있는 수)
* @param Line 시작 행 위치, 범위: 1~4
* @param Column 시작 열 위치, 범위: 1~16
* @param Number 표시할 숫자, 범위: -2147483648~2147483647
* @param Length 표시할 숫자 길이, 범위: 1~10
* @retval 없음
*/
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i;
uint32_t Number1;
if (Number >= 0)
{
OLED_ShowChar(Line, Column, '+');
Number1 = Number;
}
else
{
OLED_ShowChar(Line, Column, '-');
Number1 = -Number;
}
for (i = 0; i < Length; i++)
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i + 1, Number1 / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
}
}
/**
* @brief OLED 숫자 표시(십육진수, 양수)
* @param Line 시작 행 위치, 범위: 1~4
* @param Column 시작 열 위치, 범위: 1~16
* @param Number 표시할 숫자, 범위: 0~0xFFFFFFFF
* @param Length 표시할 숫자 길이, 범위: 1~8
* @retval 없음
*/
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i, SingleNumber;
for (i = 0; i < Length; i++)
{
SingleNumber = Number / OLED_Pow(16, Length - i - 1) % 16;
if (SingleNumber < 10)
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber + '0');
}
else
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber - 10 + 'A');
}
}
}
/**
* @brief OLED 숫자 표시(이진수, 양수)
* @param Line 시작 행 위치, 범위: 1~4
* @param Column 시작 열 위치, 범위: 1~16
* @param Number 표시할 숫자, 범위: 0~1111 1111 1111 1111
* @param Length 표시할 숫자 길이, 범위: 1~16
* @retval 없음
*/
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < Length; i++)
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(2, Length - i - 1) % 2 + '0');
}
}
/**
* @brief OLED 초기화
* @param 없음
* @retval 없음
*/
void OLED_Init(void)
{
uint32_t i, j;
for (i = 0; i < 1000; i++) //전원 대기 시간
{
for (j = 0; j < 1000; j++);
}
OLED_I2C_Init(); //포트 초기화
OLED_WriteCommand(0xAE); //디스플레이 끄기
OLED_WriteCommand(0xD5); //디스플레이 클럭 분주비/발진기 주파수 설정
OLED_WriteCommand(0x80);
OLED_WriteCommand(0xA8); //멀티플렉스 비율 설정
OLED_WriteCommand(0x3F);
OLED_WriteCommand(0xD3); //디스플레이 오프셋 설정
OLED_WriteCommand(0x00);
OLED_WriteCommand(0x40); //디스플레이 시작 행 설정
OLED_WriteCommand(0xA1); //좌우 방향 설정, 0xA1 정상 0xA0 좌우 반전
OLED_WriteCommand(0xC8); //상하 방향 설정, 0xC8 정상 0xC0 상하 반전
OLED_WriteCommand(0xDA); //COM 핀 하드웨어 구성 설정
OLED_WriteCommand(0x12);
OLED_WriteCommand(0x81); //대비 제어 설정
OLED_WriteCommand(0xCF);
OLED_WriteCommand(0xD9); //프리차지 주기 설정
OLED_WriteCommand(0xF1);
OLED_WriteCommand(0xDB); //VCOMH 선택 해제 수준 설정
OLED_WriteCommand(0x30);
OLED_WriteCommand(0xA4); //전체 디스플레이 켜기/끄기 설정
OLED_WriteCommand(0xA6); //정상/반전 디스플레이 설정
OLED_WriteCommand(0x8D); //전하 펌프 설정
OLED_WriteCommand(0x14);
OLED_WriteCommand(0xAF); //디스플레이 켜기
OLED_Clear(); //OLED 화면 지우기
}
OLED.h
#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H
void OLED_Init(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char);
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String);
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length);
void OLED_Clear_Part(uint8_t Line, uint8_t start, uint8_t end);
#endif
추천 읽기- 높은 가성비와 저렴한 VPS/클라우드 서버 추천: https://blog.vpszj.cn/archives/41.html
- 개인 블로그 구축 방법: https://blog.zeruns.com/archives/218.html
- 마인크래프트 서버 구축 튜토리얼: https://blog.zeruns.com/tag/mc/
- STM32로 SHT3x 시리즈 온습도 센서 읽기: https://blog.zeruns.com/archives/700.html
- VSCode로 Keil 대체하여 STM32 및 51 마이크로컨트롤러 개발하기: https://blog.zeruns.com/archives/690.html
- STM32와 HC-SR04 모듈을 이용한 초음파 거리 측정 기능 구현: https://blog.zeruns.com/archives/680.html