Usar ADCs em aplicativos de alto nível

Este tópico descreve como usar conversores analógico-digitais (ADCs) em um aplicativo de alto nível. Consulte Usar periféricos em um aplicativo com capacidade de tempo real para obter informações sobre o uso de ADC em RTApps.

O Azure Sphere dá suporte à conversão analógica para digital. Um ADC converte uma entrada analógica em um valor digital correspondente. O número de canais de entrada e a resolução (como o número de bits de saída ADC) são dependentes do dispositivo.

O exemplo de ADC_HighLevelApp demonstra como acessar ADCs em um dispositivo MT3620.

Os trechos de periféricos do ADC demonstram duas maneiras de interagir com os ADCs usando funções simplificadas ou avançadas .

O MT3620 contém um ADC de 12 bits com 8 canais de entrada. O ADC compara uma tensão de entrada com uma tensão de referência e produz um valor entre 0 e 4095 como saída. Os canais de entrada ADC e os pinos GPIO GPIO41 através GPIO48 mapeiam para os mesmos pinos no MT3260. No entanto, se o seu aplicativo usa o ADC, todos os 8 pinos são alocados para uso como entradas ADC. Nenhum deles pode ser usado para GPIO.

Requisitos do ADC

Os aplicativos que se comunicam com ADCs devem incluir o arquivo de cabeçalho adc.h e adicionar configurações de ADC ao manifesto do aplicativo.

Todos os aplicativos devem definir seu hardware de destino e incluir o arquivo de cabeçalho de definição de hardware correspondente.

Arquivos de cabeçalho

 #include <applibs/adc.h>
 #include "path-to-your-target-hardware.h"

Substitua "path-to-your-target-hardware.h" pelo caminho para o arquivo de cabeçalho do seu hardware.

Configurações de manifesto do aplicativo

A configuração do ADC no manifesto do aplicativo lista os controladores do ADC que são acessados pelo aplicativo. Para definir essas configurações, adicione o Adc recurso ao manifesto do aplicativo e, em seguida, adicione cada controlador ADC ao recurso. O tópico de manifesto do aplicativo Azure Sphere tem mais detalhes.

No código, use as constantes definidas para o hardware para identificar os controladores ADC. O compilador traduzirá esses valores em valores brutos quando você criar o aplicativo.

Por exemplo, aqui está um trecho de um manifesto de aplicativo para um aplicativo que tem como alvo uma placa de desenvolvimento de referência (RDB) MT3620.

   "Adc": [ "$MT3620_RDB_ADC_CONTROLLER0" ]

O trecho a seguir mostra como especificar o mesmo controlador ADC em um aplicativo destinado ao Avnet MT3620 Starter Kit:

   "Adc": [ "$AVNET_MT3620_SK_ADC_CONTROLLER0" ]

Visão geral da implementação

Para implementar seu aplicativo para acessar o ADC, use uma das duas abordagens:

• Azure Sphere Applibs ADC API
• IOCTLs

Este tópico descreve ambos os métodos. Você pode encontrar o código de exemplo completo para cada método aqui:

• Fragmento de funções simplificadas do ADC
• Fragmento de funções avançadas do ADC

Acesso ADC com funções simplificadas

Os aplicativos de alto nível do Azure Sphere podem acessar ADCs chamando APIs ADC Applibs.

Abrir um controlador ADC

Para abrir um controlador ADC para acesso, chame ADC_Open e passe a ID do controlador como um parâmetro. Um descritor de arquivo será retornado se a chamada for bem-sucedida. Caso contrário, um valor de erro será retornado.

int ADC_Open(ADC_ControllerId id);

Ler a partir de um ADC

Para ler o ADC, ligue para ADC_Poll. Você passa os seguintes parâmetros para ADC_Poll: o descritor de arquivo retornado por ADC_Open, o canal ADC e um ponteiro para onde o valor ADC será armazenado.

Para obter o número de bits válidos (resolução) retornados pela função ADC_Poll, chame ADC_GetSampleBitCount.

Definir a tensão de referência ADC

Chame ADC_SetReferenceVoltage para definir a tensão de referência do ADC.

O MT3620 tem uma referência on-chip, de 2,5 volts. Em alternativa, pode ser ligado a uma referência de tensão externa inferior ou igual a 2,5 volts.

Acesso ADC com funções avançadas

Como alternativa às funções simplificadas de alto nível para interagir com o periférico, você pode aproveitar a biblioteca ioctl para abrir a funcionalidade. Esta seção explica como fazer isso e como o uso de ioctls difere do uso das funções genéricas do Linux.

O Snippet de Funções Avançadas do ADC mostra como ler o ADC usando as funções avançadas do Azure Sphere.

Como exemplo, você pode ver uma comparação lado a lado da leitura do ADC com as implementações sysfs simplificadas, avançadas e linux:

• Fragmento de funções simplificadas do ADC
• Trecho de nós do ADC Linux Sysfs
• Fragmento de funções avançadas do ADC

Abra o canal ADC

Para abrir um controlador ADC para acesso, use a chamada Linux open passando o caminho para o diretório que começará com /dev/adc<number> onde 'número' é o ID do controlador. Um descritor de arquivo é retornado se a chamada foi bem-sucedida. Caso contrário, um valor de erro será retornado.

Consulte Exemplo de implementação para parâmetros, permissões e verificação de erros.

Obtenha a especificação do canal

Ao usar as funções avançadas, obtenha a especificação do canal usando chamadas ioctl antes da sondagem, definindo a tensão de referência ou obtendo a contagem de bits da amostra. Esta etapa pode ser ignorada codificando alguns dos valores obtidos, mas não é recomendada. Observe que esta etapa é manipulada pelo código fornecido nas funções simples.

// Used to get the size of the buffer to allocate for the channel specification

IIO_GET_CHANNEL_SPEC_BUFFER_TOTAL_SIZE_IOCTL
// Used to get the channel specification and set the ‘iio_ioctl_chan_spec_buffer’ struct properly

IIO_GET_CHANNEL_SPEC_BUFFER_IOCTL

Definir a tensão de referência

Para definir a tensão de referência de um canal usando a API avançada:

1. Defina as informações do ADC preenchidas na estrutura que foi recuperada iio_ioctl_chan_spec_buffer na especificação Get Channel.

2. Obtenha o índice de propriedades da propriedade a ser definido para o canal.

3. Escreva a tensão de referência usando o índice de propriedade e as informações de especificação do canal.

Para obter o índice da propriedade de tensão de referência:

1. A partir da iio_ioctl_chan_spec_buffer estrutura recuperada na especificação Get Channel, use o channel valor do campo e, a partir do channel campo, use o valor do ext_info campo. O ext_info campo é um iio_ioctl_chan_spec_ext_info struct que é o chefe de uma lista vinculada de descritores de propriedade para o canal.

2. A partir de 0, percorra a lista contando os nós até que o name campo corresponda à reference_voltage cadeia de caracteres.

   • Cada nó na lista tem um campo "próximo" que aponta para o próximo nó da lista. O último nó aponta para NULL.
   • O contador resultante é o índice da propriedade.

3. Para definir a tensão de referência, use o IIO_WRITE_CHANNEL_EXT_INFO_IOCTL ioctl que recebe uma estrutura do tipo iio_ioctl_write_chan_ext_info, que contém os dados relevantes (neste caso, a tensão), o canal a ser definido e a propriedade específica (tensão de referência) que está definida para esse canal.

Obter a contagem de bits de amostra

Para definir a tensão de referência usando as APIs avançadas:

1. Certifique-se de que você está recebendo as informações do canal ADC adequado. Essas informações são preenchidas na estrutura que foi recuperada iio_ioctl_chan_spec_buffer na seção Obter especificação do canal.

2. Obtenha o índice de propriedades da propriedade que você deseja ler para o canal, que neste caso é a contagem de bits de amostra.

3. Use ioctls Linux para obter a contagem de bits de amostra usando o índice de propriedades e a especificação do canal.

Para obter o índice de propriedades da contagem de bits de amostra, use um processo idêntico a Definir tensão de referência. No entanto, ao iterar sobre a lista vinculada chamada ext_info do tipo iio_ioctl_chan_spec_ext_info, corresponda à cadeia de caracteres current_bits.

Chame o ioctl IIO_READ_CHANNEL_EXT_INFO_IOCTL para preencher uma struct do tipo iio_ioctl_read_chan_ext_info com os dados necessários no buffercampo.

Leia o canal ADC

Para ler o canal ADC, sondagem usando a chamada IIO_READ_RAW_CHANNEL_INFO_IOCTLioctl, passando na estrutura iio_ioctl_raw_channel_info que será preenchida com os dados do canal ADC.

Exemplo de implementação

Para ler o ADC usando a implementação avançada do Azure Sphere, consulte o trecho no exemplo de aplicativo ADC Advanced.

Para comparar as diferenças semânticas entre interagir com o periférico ao codificar para o Azure Sphere e codificar para um sistema Linux genérico, consulte LinuxSysfsNodes.

Suporte MT3620

Os recursos ADC suportados para o MT3620 estão listados em Status de suporte do MT3620. O guia do usuário da placa de desenvolvimento MT3620 descreve o layout do pino e as funções do pino.

A pasta HardwareDefinitions no diretório de instalação do SDK do Microsoft Azure Sphere contém definições para placas, módulos e chips de desenvolvimento comuns do Azure Sphere. Ele contém arquivos de cabeçalho e JSON que definem as interfaces mestras para o MT3620, MT3620 RDB, juntamente com outro hardware MT3620. O local padrão para a pasta HardwareDefinitions é C:\Program Files (x86)\Microsoft Azure Sphere SDK\Hardware Definitions no Windows e /opt/azurespheresdk/HardwareDefinitions no Linux.

O repositório Azure Sphere Samples no GitHub contém arquivos de cabeçalho e JSON que definem interfaces mestras SPI para o chip MT3620 e RDB MT3620, juntamente com outro hardware MT3620.-->