כיצד לחבר את HX711 ADC ל-NRF52832

1. מבוא

על סדר היום עמדה המשימה של פיתוח פרוטוקול תקשורת למיקרו-בקר nrf52832 עם שני מדי מתח סיניים עם חצי גשר.

המשימה התבררה כלא קלה, שכן עמדתי בפני חוסר כל מידע מובן. סביר יותר ש"שורש הרוע" נמצא ב-SDK של Nordic Semiconductor עצמו - עדכוני גרסה קבועים, יתירות מסוימת ופונקציונליות מבלבלת. הייתי צריך לכתוב הכל מאפס.

אני חושב שהנושא הזה די רלוונטי בהתבסס על העובדה שלשבב הזה יש מחסנית BLE ומערכת שלמה של "מוצרים טובים" למצב חיסכון באנרגיה. אבל אני לא אכנס יותר מדי לחלק הטכני, שכן מאמרים רבים נכתבו בנושא זה.

2. תיאור הפרויקט

ברזל:

• Adafruit Feather nRF52 Bluefruit LE (מה שהיה בהישג יד)
• HX711 ADC
• מדי מתח סיניים 2 יח'. (50x2 ק"ג)
• מתכנת ST-LINK V2

Soft

• IDE VSCODE
• NRF SDK 16
• OpenOCD
• מתכנת ST-LINK V2

הכל נמצא בפרויקט אחד, אתה רק צריך לצבוט את ה-Makefile (ציין את המיקום של ה-SDK שלך).

3. תיאור הקוד

נשתמש במודול GPIOTE לעבודה עם ציוד היקפי המבוסס על קשירה של משימות ואירועים, כמו גם במודול PPI להעברת נתונים מציוד היקפי אחד לאחר ללא השתתפות של מעבד.

ret_code_t err_code;
   err_code = nrf_drv_gpiote_out_init(PD_SCK, &config);//настраеваем на выход
   nrf_drv_gpiote_out_config_t config = GPIOTE_CONFIG_OUT_TASK_TOGGLE(false);//будем передергивать пин для импульса
   err_code = nrf_drv_gpiote_out_init(PD_SCK, &config);//настраеваем на выход

אנו מגדירים את קו הסנכרון PD_SCL למוצא כדי ליצור פולסים באורך של 10 מיקרון.

   nrf_drv_gpiote_in_config_t  gpiote_config = GPIOTE_CONFIG_IN_SENSE_HITOLO(false);// переход уровня с высокого на низкий
   nrf_gpio_cfg_input(DOUT, NRF_GPIO_PIN_NOPULL);// на вход без подтяжки
   err_code = nrf_drv_gpiote_in_init(DOUT, &gpiote_config, gpiote_evt_handler); 

static void gpiote_evt_handler(nrf_drv_gpiote_pin_t pin, nrf_gpiote_polarity_t action)
{
    nrf_drv_gpiote_in_event_disable(DOUT);//отключаем прерывание
    nrf_drv_timer_enable(&m_timer0);//включаем таймер
}
 

אנו מגדירים את קו הנתונים DOUT לקרוא את מצב המוכנות של ה-HX711; אם יש רמה נמוכה, מופעל מטפל שבו אנו משביתים את ההפרעה ומתחילים טיימר ליצירת פולסי שעון במוצא PD_SCL.

 err_code = nrf_drv_ppi_channel_alloc(&m_ppi_channel1);
   APP_ERROR_CHECK(err_code);
   err_code = nrf_drv_ppi_channel_assign(m_ppi_channel1,                                         nrf_drv_timer_event_address_get(&m_timer0, NRF_TIMER_EVENT_COMPARE0),                                           nrf_drv_gpiote_out_task_addr_get(PD_SCK));// подключаем таймер к выходу
   APP_ERROR_CHECK(err_code);
   err_code = nrf_drv_ppi_channel_enable(m_ppi_channel1);// включаем канал
   APP_ERROR_CHECK(err_code);
   nrf_drv_gpiote_out_task_enable(PD_SCK); 

// הפעל את gpiote

לאחר מכן, אנו מאתחלים את מודול ה-PPI ומחברים את הטיימר שלנו לפלט PD_SCL כדי ליצור פולסים באורך של 10 μs כאשר מתרחש אירוע השוואה, וגם להפעיל את מודול GPIOTE.

nrf_drv_timer_config_t timer_cfg = NRF_DRV_TIMER_DEFAULT_CONFIG;// по умолчанию
   timer_cfg.frequency = NRF_TIMER_FREQ_1MHz;// тактируем на частоте 1Мгц
   ret_code_t err_code = nrf_drv_timer_init(&m_timer0, &timer_cfg, timer0_event_handler);
   APP_ERROR_CHECK(err_code);
   nrf_drv_timer_extended_compare(&m_timer0,
                                  NRF_TIMER_CC_CHANNEL0,
                                  nrf_drv_timer_us_to_ticks(&m_timer0,
                                                            10),
                                  NRF_TIMER_SHORT_COMPARE0_CLEAR_MASK,
                                  true);// срабатывает по сравнению

אנו מאתחלים את טיימר האפס והמטפל שלו.

  if(m_counter%2 != 0 && m_counter<=48){
       buffer <<= 1;// переменная считанных даных
        c_counter++;// счетчик положительных  импульсов
           if(nrf_gpio_pin_read(DOUT))buffer++;//считываем состояние входа
   }

הדבר המעניין ביותר קורה במטפל הטיימר. תקופת הדופק היא 20 מיקרון. אנו מעוניינים בפולסים אי-זוגיים (לאורך הקצה העולה) ובתנאי שמספרם אינו עולה על 24, ויש 48 אירועים. לכל אירוע אי-זוגי, קוראים DOUT

מגיליון הנתונים עולה שמספר הפולסים חייב להיות לפחות 25, מה שמתאים להגבר של 128 (בקוד השתמשתי ב-25 פולסים), זה שווה ערך ל-50 אירועי טיימר, מה שמציין את סוף מסגרת הנתונים.

 ++m_counter;// счетчик событий
if(m_counter==50){
      nrf_drv_timer_disable(&m_timer0);// отключаем таймер
       m_simple_timer_state = SIMPLE_TIMER_STATE_STOPPED;//
       buffer = buffer ^ 0x800000;
       hx711_stop();//jотключаем hx711
       }
   

לאחר מכן, אנו מכבים את הטיימר ומעבדים את הנתונים (לפי גיליון הנתונים) ומעבירים את ה-HX711 למצב צריכת חשמל נמוכה.

static void repeated_timer_handler(void * p_context)
{
   nrf_drv_gpiote_out_toggle(LED_2);
   if(m_simple_timer_state == SIMPLE_TIMER_STATE_STOPPED){
      	hx711_start();// включаем hx711
       nrf_drv_gpiote_out_toggle(LED_1);
       m_simple_timer_state = SIMPLE_TIMER_STATE_STARTED;
   }
  
}
/**@brief Create timers.
*/
static void create_timers()
{
   ret_code_t err_code;
 
   // Create timers
   err_code = app_timer_create(&m_repeated_timer_id,
                               APP_TIMER_MODE_REPEATED,
                               repeated_timer_handler);
   APP_ERROR_CHECK(err_code);
}

אנו מצפים לאירועים מטיימר RTC במרווח של 10 שניות (זה לפי שיקול דעתך) ומשיקים את ה-HX711 במטפל, מה שגורם להפרעה בקו DOUT.

יש עוד נקודה אחת, היומנים מופקים באמצעות UART (קצב שידור 115200, TX - 6 פינים, RX - 8 פינים) כל ההגדרות נמצאות ב-sdk_config.h

ממצאים

תודה לכולם על תשומת הלב, אני מקווה שמאמר זה יהיה שימושי ויקטין זמן יקר למפתחים למצוא פתרון. אני רוצה לומר שהגישה הטכנית שבה משתמשת Nordic בפלטפורמות שלה היא די מעניינת מנקודת מבט של יעילות אנרגטית.

נ.ב.

הפרויקט עדיין בפיתוח, אז אם הנושא הזה יעניין, במאמר הבא אנסה לתאר את האלגוריתם לכיול חיישני משקל, כמו גם חיבור מחסנית BLE.

חומרים

• קוד פרויקט
• גיליון נתונים עבור HX711 באנגלית
• תיאור פעולתם של מדי מתח

מקור: www.habr.com