【HarmonyOS HiSpark Wi-Fi IoT 套件試用連載】一個ADC實現(xiàn)多個按鍵檢測
本文來源電子發(fā)燒友社區(qū)，作者：juby， 帖子地址：https://bbs.elecfans.com/jishu_2008496_1_1.html
獲取按鍵值的方式
圖片來源程序員小哈自制核心板原理圖
按鍵原理圖
獲取ADC值
1. 引腳初始化
hi_io_set_func(HI_IO_NAME_GPIO_5, HI_IO_FUNC_GPIO_5_GPIO);
ret = hi_gpio_set_dir(HI_GPIO_IDX_5, HI_GPIO_DIR_IN);
if (ret != HI_ERR_SUCCESS) {
printf("===== ERROR ======gpio -> hi_gpio_set_dir1 ret:%drn", ret);
return;
}
2. 獲取ADC值
for (i = 0; i < ADC_TEST_LENGTH; i++) {
ret = hi_adc_read((hi_adc_channel_index)HI_ADC_CHANNEL_2, &data, HI_ADC_EQU_MODEL_1, HI_ADC_CUR_BAIS_DEFAULT, 0);
if (ret != HI_ERR_SUCCESS) {
printf("ADC Read Failn");
return;
}
g_adc_buf= data;
}
3. 對數(shù)組中的ADC值進行數(shù)據(jù)處理，計算方法為取這些數(shù)據(jù)的和，然后減去其中的最大值和最小值，然后再取平均值。hi_u32 i;
float vlt_max = 0;
float vlt_min = VLT_MIN;
float vlt_sum = 0;
float vlt_val = 0;
hi_u16 vlt;
for (i = 0; i < data_len; i++) {
vlt = g_adc_buf;
float voltage = hi_adc_convert_to_voltage(vlt);
vlt_max = (voltage > vlt_max) ? voltage : vlt_max;
vlt_min = (voltage < vlt_min) ? voltage : vlt_min;
vlt_sum += voltage;
}
vlt_val = (vlt_sum - vlt_min - vlt_max) / (data_len - 2.0);
串口打印輸出
2. 當按下按鍵S2（核心板）時，ADC值的范圍在 0.214 ~ 0.218之間，串口打印輸出如下：
3. 當按下按鍵S1（OLED）時，ADC值的范圍在 0.569 ~ 0.573之間，串口打印輸出如下：
4. 當按下按鍵S2（OLED）時，ADC值的范圍在 0.970 ~ 0.974之間，串口打印輸出如下：
5. 結(jié)果匯總[td]
6. 按adc值的范圍區(qū)間，判斷按鍵值
{
if(key_flag == 0)
{
key_flag = 1;
key_status = KEY_EVENT_S2_CORE;
}
}
if((vlt_val > 0.4) && (vlt_val < 0.7))
{
if(key_flag == 0)
{
key_flag = 1;
key_status = KEY_EVENT_S1_OLED;
}
}
if((vlt_val > 0.8) && (vlt_val < 1.1))
{
if(key_flag == 0)
{
key_flag = 1;
key_status = KEY_EVENT_S2_OLED;
}
}
if(vlt_val > 3.0)
{
key_flag = 0;
key_status = KEY_EVENT_NONE;
}
7. 編譯腳本文件BUILD.gn
獲得HiBurn軟件1. 解壓DevEcoDeviceTool-1.0.0.zip
2. 將解壓后生成的.vsix文件重命名為.zip結(jié)尾的任意名稱，比如：DevEcoDeviceTool-1.0.0-temp.zip ， 然后解壓此文件。
3. 在 devicetool-device-1.0.0.0extensiondevecotools 文件夾下即有HiBurn.exe 文件。
使用HiBurn燒寫.bin文件至Hi3861
和DevEco Device Tool方式對比
獲取按鍵值的方式
按鍵作為常用的輸入系統(tǒng)，如何準確并高效的獲取按鍵值，是一個經(jīng)常要面對的問題，常用的按鍵檢測方式有如下幾種方式：
1. 獨立按鍵
每個按鍵的檢測占用單片機的一個GPIO引腳，原理圖如下圖所示：
圖片來源程序員小哈自制核心板原理圖
我們以BTN1按鍵為例，當按鍵沒有按下的時候，網(wǎng)絡(luò)標號KEY1處的電壓被10K的上拉電阻拉至3.3V，PB14（KEY1）引腳設(shè)為輸入引腳后，程序中讀取該引腳的值將為1，當按鍵按下之后，網(wǎng)絡(luò)標號KEY1處接地，讀取該輸入引腳的值將為0，進而通過此電路實現(xiàn)的獨立按鍵，可以區(qū)分按鍵彈起和按下兩種不同的狀態(tài)。
獨立按鍵的實現(xiàn)原理詳見我們之前分享的網(wǎng)文：基于鴻蒙OS的按鍵驅(qū)動
2. 矩陣按鍵
矩陣按鍵又稱為矩陣鍵盤或稱行列鍵盤，其實現(xiàn)的原理我們之前分享過如下網(wǎng)文：
矩陣鍵盤的行列掃描原理詳解
這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機系統(tǒng)中I/O口的利用率。在MCU管腳有限的情況下，矩陣按鍵大大的節(jié)省了I/O資源。
3. ADC分壓鍵盤
利用電阻串聯(lián)分壓的原理實現(xiàn)一個ADC管腳去檢測多個按鍵。
按鍵被按下之后，與ADC引腳相連的點的電壓會隨著參與分壓的電阻變化而變化，我們只要讓每個按鍵按下之后的電壓處于不同的區(qū)間，我們理論上就能夠?qū)⒏鱾€按鍵區(qū)分開。
為了避免由于ADC精度、電阻的誤差或者溫漂等因素造成的按鍵檢測失效，提高按鍵檢測的可靠性，我們可以減少按鍵數(shù)量，適當放寬各個按鍵檢測的電壓范圍。
經(jīng)過上面的分析，獨立按鍵的方式是最浪費GPIO口，矩陣按鍵的效率適中，而ADC分壓實現(xiàn)的鍵盤使用的GPIO引腳最少。
ADC檢測按鍵原理
如果Vcc = 3.3V ，那么沒有按鍵被按下時，ADC為3.3V，如果有按鍵被按下：
[td]
| 被按下的按鍵 | ADC值 |
| Key1 | 0 V |
| Key2 | 1.65 V |
| Key3 | 2.2 V |
| Key4 | 2.475 V |
| Key5 | 2.64 V |
| Key6 | 2.75 V |
我們由上可以看到，一串相同電阻（10K）組成的多個按鍵，相連按鍵之間的電壓差越來越小，不利于繼續(xù)進行擴展。
如果 +5V 換成 3.3V ，那么沒有按鍵被按下時，ADC為3.3V，如果有按鍵被按下：
[td]
| 被按下的按鍵 | ADC值 |
| sw1 | 0 V |
| sw2 | 0.163 V |
| sw3 | 0.503 V |
| sw4 | 0.819 V |
| sw5 | 1.157 V |
| sw6 | 1.487 V |
由上我們看出，這組電阻組成的多個按鍵檢測電路，相連按鍵之間的電壓差值基本在0.3V左右，可以在此電路基礎(chǔ)上繼續(xù)進行擴展，設(shè)計成更多的按鍵掃描電路。
有了上面的經(jīng)驗，大家算一下下圖中，不同按鍵按下的話，ADC的值應(yīng)該為多少呢？
按鍵原理圖
核心板左下角的按鍵S2的原理圖：
OLED板上的按鍵1和按鍵2的原理圖：
由上面兩個原理圖可知，三個按鍵都是與GPIO05這個引腳相連，根據(jù)上面ADC分壓的原理我們可知，當三個按鍵按下時，GPIO05處的理論電壓如下：
[td]
| 被按下的按鍵 | 理論電壓 |
| 常態(tài)（沒有按鍵按下時） | 3.3 V |
| S2（核心板） | 0V |
| S1（OLED） | (1/(4.7+1))*3.3=0.579 V |
| S2（OLED） | (2/(4.7+1+1))*3.3=0.985 V |
官方手冊ADC功能描述如下：
1. 引腳初始化
由于GPIO5默認被復(fù)用為串口引腳，我們這里要想使用ADC功能，而上圖表格中沒有對應(yīng)的ADC復(fù)用信號，所以我們只需要將GPIO_05設(shè)為普通GPIO輸入引腳即可。初始化代碼如下：
(hi_void)hi_gpio_init();hi_io_set_func(HI_IO_NAME_GPIO_5, HI_IO_FUNC_GPIO_5_GPIO);
ret = hi_gpio_set_dir(HI_GPIO_IDX_5, HI_GPIO_DIR_IN);
if (ret != HI_ERR_SUCCESS) {
printf("===== ERROR ======gpio -> hi_gpio_set_dir1 ret:%drn", ret);
return;
}
2. 獲取ADC值
這里使用hi_adc_read函數(shù)獲取adc的值，為了使得到的數(shù)據(jù)相對準確，我們對數(shù)據(jù)進行多次采集，然后將得到的數(shù)據(jù)緩存到數(shù)組中，然后再對數(shù)組中的數(shù)據(jù)進行集中處理。
memset_s(g_adc_buf, sizeof(g_adc_buf), 0x0, sizeof(g_adc_buf));for (i = 0; i < ADC_TEST_LENGTH; i++) {
ret = hi_adc_read((hi_adc_channel_index)HI_ADC_CHANNEL_2, &data, HI_ADC_EQU_MODEL_1, HI_ADC_CUR_BAIS_DEFAULT, 0);
if (ret != HI_ERR_SUCCESS) {
printf("ADC Read Failn");
return;
}
g_adc_buf= data;
}
其中函數(shù)hi_adc_read在如下文件中實現(xiàn)：
vendorhisihi3861hi3861platformdriversadchi_adc.c
3. 對數(shù)組中的ADC值進行數(shù)據(jù)處理，計算方法為取這些數(shù)據(jù)的和，然后減去其中的最大值和最小值，然后再取平均值。hi_u32 i;
float vlt_max = 0;
float vlt_min = VLT_MIN;
float vlt_sum = 0;
float vlt_val = 0;
hi_u16 vlt;
for (i = 0; i < data_len; i++) {
vlt = g_adc_buf;
float voltage = hi_adc_convert_to_voltage(vlt);
vlt_max = (voltage > vlt_max) ? voltage : vlt_max;
vlt_min = (voltage < vlt_min) ? voltage : vlt_min;
vlt_sum += voltage;
}
vlt_val = (vlt_sum - vlt_min - vlt_max) / (data_len - 2.0);
其中函數(shù)hi_adc_convert_to_voltage的實現(xiàn)位于：vendorhisihi3861hi3861platformdriversadchi_adc.c
串口打印輸出
為了按鍵能夠準確識別，我們首先要知道各個按鍵被按下時，ADC的值的范圍，我們在程序中獲取GPIO5 引腳處的ADC值，利用下面的函數(shù)進行打印輸出，進而觀察各種狀態(tài)下，ADC的值是多少：
printf("KEY adc value is %f rn",key_adc_value);
具體打印輸出如下：
1. 常態(tài)沒有按鍵按下時，ADC值的范圍在 3.262 ~ 3.266之間，串口打印輸出如下：2. 當按下按鍵S2（核心板）時，ADC值的范圍在 0.214 ~ 0.218之間，串口打印輸出如下：
3. 當按下按鍵S1（OLED）時，ADC值的范圍在 0.569 ~ 0.573之間，串口打印輸出如下：
4. 當按下按鍵S2（OLED）時，ADC值的范圍在 0.970 ~ 0.974之間，串口打印輸出如下：
5. 結(jié)果匯總[td]
| 被按下的按鍵 | 理論電壓 | 實際電壓 |
| 常態(tài)（沒有按鍵按下時） | 3.3 V | 3.266 V |
| S2（核心板） | 0V | 0.214 V |
| S1（OLED） | (1/(4.7+1))*3.3=0.579 V | 0.573 V |
| S2（OLED） | (2/(4.7+1+1))*3.3=0.985 V | 0.973 V |
由上可以看出，理論值跟實際值偏差不是很大，而且值相對穩(wěn)定，我們只需要在實際值基礎(chǔ)上增加一個偏差，比如0.15 V，即可區(qū)分出板子上的三個按鍵。
[td]
| 被按下的按鍵 | 理論電壓 | 實際電壓 | 判斷區(qū)間 |
| 常態(tài)（沒有按鍵按下時） | 3.3 V | 3.266 V | vlt_val > 3 V |
| S2（核心板） | 0V | 0.214 V | vlt_val < 0.3 V |
| S1（OLED） | 0.579 V | 0.573 V | 0.4 V < vlt_val < 0.7 V |
| S2（OLED） | 0.985 V | 0.973 V | 0.8 V < vlt_val < 1.1 V |
具體判斷的實現(xiàn)如下：
if(vlt_val < 0.3)){
if(key_flag == 0)
{
key_flag = 1;
key_status = KEY_EVENT_S2_CORE;
}
}
if((vlt_val > 0.4) && (vlt_val < 0.7))
{
if(key_flag == 0)
{
key_flag = 1;
key_status = KEY_EVENT_S1_OLED;
}
}
if((vlt_val > 0.8) && (vlt_val < 1.1))
{
if(key_flag == 0)
{
key_flag = 1;
key_status = KEY_EVENT_S2_OLED;
}
}
if(vlt_val > 3.0)
{
key_flag = 0;
key_status = KEY_EVENT_NONE;
}
7. 編譯腳本文件BUILD.gn
工程中兩個編譯使用的BUILD.gn腳本文件具體實現(xiàn)如下圖所示：
獲得HiBurn軟件1. 解壓DevEcoDeviceTool-1.0.0.zip
2. 將解壓后生成的.vsix文件重命名為.zip結(jié)尾的任意名稱，比如：DevEcoDeviceTool-1.0.0-temp.zip ， 然后解壓此文件。3. 在 devicetool-device-1.0.0.0extensiondevecotools 文件夾下即有HiBurn.exe 文件。
使用HiBurn燒寫.bin文件至Hi3861
- 選擇Hi3861核心板對應(yīng)的串口，點擊“Select file”按鈕，選擇要下載的固件文件：Hi3861_wifiiot_app_allinone.bin，我們打開此文件之后，會發(fā)現(xiàn)下面列表中出現(xiàn)了三個文件，實際上這個.bin文件由列表中的三個文件組成。勾選“Auto burn”復(fù)選框，然后選擇“Connect”按鈕，進入如下待下載界面：
- 復(fù)位核心板模塊，進入下載模式，下載完成后點擊“Disconnect”按鈕斷開連接。
和DevEco Device Tool方式對比
使用HiBurn燒錄相對于VSCode中使用DevEco Device Tool燒錄而言，好處主要有以下幾點：
1. 不依賴VSCode，所以下面網(wǎng)文的配置過程可以省略了；
HarmonyOS智能設(shè)備開發(fā)工具—DevEco Device Tool 安裝配置
2. 下載速度更快，HiBurn.exe最大波特率可以設(shè)置到4000000，而DevEco Device Tool最大只能為921600，是它的4.34倍；
HiBurn方式燒錄的缺點主要是：
1. 燒錄完成標志不是很明顯，需要認真觀察；2. 燒錄完成之后需要手動點Disconnect，主動斷開連接，否則將一直占用此串口；如果再未斷開的情況下，再次按了一下RESET按鍵，HiBurn軟件將會再一次對固件進行燒錄。結(jié)果展示
依次按三次Hi3861開發(fā)套件上的三個按鍵S2(CORE)、S1(OLED)、S2(OLED)，串口打印輸出如下：
ADC獲取的電壓波動在我們設(shè)定的范圍內(nèi)，所以我們看到能夠正確的識別對應(yīng)的按鍵。
小結(jié)
學習實現(xiàn)的思想，自己可以使用自己的板子實現(xiàn)一下，無論51單片機還是STM32作為主控，實現(xiàn)的原理都是一樣的，文中提供的代碼，除了獲取ADC值的方式不一樣外，其他代碼都是可以通用參考的。
參考網(wǎng)文
https://bbs.elecfans.com/jishu_2000829_1_1.html
聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。
舉報投訴
-
wi-fi
+關(guān)注
關(guān)注
14文章
2147瀏覽量
124612 -
HarmonyOS
+關(guān)注
關(guān)注
79文章
1979瀏覽量
30274 -
HiSpark
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
156瀏覽量
6938
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
Wi-Fi 8要來了！未來Wi-Fi技術(shù)演進方向揭秘
產(chǎn)品銷售中，雖然Wi-Fi 7產(chǎn)品的銷量份額快速從年初的個位數(shù)百分比增長至14%，但Wi-Fi 6產(chǎn)品的銷量份額依然穩(wěn)定在60%左右。如果從存量設(shè)備來看，那么Wi-Fi 7路由器的占比將遠遠小于這個數(shù)。 ? 智能手機等終端設(shè)備已
華為海思正式進入Wi-Fi FEM賽道？
三伍微來說，這是一個新的機遇。
也許很多人會很驚訝，海思怎么會進入Wi-Fi FEM賽道？其實，海思進入Wi-Fi FEM賽道可以追溯到10多年前，最早在新加坡設(shè)立了
發(fā)表于 12-11 17:42
從Wi-Fi 4到Wi-Fi 7:網(wǎng)速飆升40倍的無線革命
1 Wi-Fi技術(shù)的快速發(fā)展 每一代新的Wi-Fi協(xié)議發(fā)布，都會帶來更高的無線速率。 ? 從Wi-Fi 4到Wi-Fi 7：無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)顯著
Wi-Fi 7有哪些底層技術(shù)優(yōu)勢
您在多個Wi-Fi行業(yè)活動中代表LitePoint。Wi-Fi 7帶來了哪些新穎且有趣的特點？
Wi-Fi 7與Wi-Fi 6E有什么區(qū)別
也許很多人還在考慮是否要將使用的Wi-Fi設(shè)備升級到Wi-Fi 6或Wi-Fi 6E，而這些標準的繼任者卻已經(jīng)開始“登堂入室”了。Wi-Fi 7是新
為什么ESP8266沒有檢測到Wi-Fi的SSID？
你好，我的ESP8266沒有檢測到我家Wi-Fi的SSID。我嘗試打開我的 iPhone 熱點，我可以正常查看和連接（我也成功連接到 MQTT）。相反，沒有辦法看到我家的Wi-Fi。
我有一
發(fā)表于 07-09 06:44
ESP32 D0WDQ6設(shè)計的板子，ADC2與Wi-Fi驅(qū)動程序可以同時工作嗎？
硬件改版復(fù)雜一點，所以請教下大家，可以操作下軟件（但是不關(guān)閉Wi-Fi），把ADC2用起來嗎，ADC2好幾個通道，Wi-Fi都使用到了嗎？煩
發(fā)表于 06-20 08:17
華為獲得全球首個國際Wi-Fi聯(lián)盟WFA企業(yè)級Wi-Fi 7認證！
Wi-Fi聯(lián)盟已發(fā)布Wi-Fi 7認證標準，華為是第一批送測廠商，獲得業(yè)界首個企業(yè)級Wi-Fi 7 的Wi-Fi聯(lián)盟官方認證。
驗證物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi HaLow用例的MM6108-EKH08開發(fā)套件來啦
驗證物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi HaLow用例的MM6108-EKH08開發(fā)套件來啦 MM6108-EKH08開發(fā)套件專為驗證物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi HaLow用例而設(shè)計。該
Wi-Fi的誕生與發(fā)展
和5GHz兩個頻段，承載著不斷增長的網(wǎng)絡(luò)需求。ABIResearch顯示，2022年Wi-Fi上傳流量激增80%，Wi-Fi數(shù)據(jù)流量已超過蜂窩流量，且成為流量增量貢
Wi-Fi HaLow和傳統(tǒng)Wi-Fi的區(qū)別
Wi-Fi HaLow和傳統(tǒng)Wi-Fi的區(qū)別? Wi-Fi是一種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以連接到互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)，為用戶提供無線上網(wǎng)的便利。隨著科技的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，
康普攜手Wi-Fi聯(lián)盟，RUCKUS Wi-Fi 7系列接入點成Wi-Fi
康普高級副總裁兼網(wǎng)絡(luò)、智能蜂窩和安全解決方案總裁Bart Giordano對此表示： “我們非常榮幸能與Wi-Fi Alliance形成長期合作伙伴關(guān)系，將我們的RUCKUS Wi-Fi 7 接入點平臺作為Wi-Fi CERT
BT Wi-Fi模式是否可以通過ModustoolBox對套件進行編程來實現(xiàn)？
嘗試在 ModustoolBox 中使用示例項目對套件進行編程時，我遇到了問題，因為 " 錯誤：找不到匹配的 CMSIS-DAP 設(shè)備 "。
BT Wi-Fi 模式是否可以通過 ModustoolBox 對
發(fā)表于 01-22 06:19
只要有Wi-Fi信號就能定位？
Wi-Fi雷達技術(shù)是一種利用現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)物體探測和跟蹤的創(chuàng)新方法。通過分析Wi-Fi信號的傳播特性，如信號強度、相位變化和時間延遲，Wi
工商網(wǎng)監(jiān)
評論