HX711 ADC를 NRF52832에 연결하는 방법

1. 소개

의제에는 52832개의 하프 브리지 중국 스트레인 게이지를 갖춘 nrfXNUMX 마이크로컨트롤러용 통신 프로토콜을 개발하는 작업이 포함되었습니다.

이해할 수 있는 정보가 부족하여 작업이 쉽지 않은 것으로 나타났습니다. 지속적인 버전 업데이트, 일부 중복성 및 혼란스러운 기능 등 "악의 근원"은 Nordic Semiconductor 자체의 SDK에 있을 가능성이 더 높습니다. 나는 처음부터 모든 것을 작성해야했습니다.

나는 이 칩에 BLE 스택과 에너지 절약 모드를 위한 전체 "상품" 세트가 있다는 사실을 바탕으로 이 주제가 상당히 관련성이 있다고 생각합니다. 하지만 이 주제에 대해 많은 기사가 작성되었으므로 기술적인 부분에 너무 깊이 들어가지는 않겠습니다.

2. 프로젝트 설명

철 :

• Adafruit Feather nRF52 Bluefruit LE(무슨 일이 있었는지)
• ADC HX711
• 중국 스트레인 게이지 2개 (50x2kg)
• 프로그래머 ST-LINK V2

소프트웨어:

• IDE VSCODE
• NRF SDK 16
• 오픈OCD
• 프로그래머 ST-LINK V2

모든 것이 하나의 프로젝트에 있으므로 Makefile을 조정하기만 하면 됩니다(SDK의 위치 지정).

3. 코드 설명

GPIOTE 모듈을 사용하여 작업 및 이벤트 바인딩을 기반으로 주변 장치와 작업하고 PPI 모듈을 사용하여 프로세서의 참여 없이 한 주변 장치에서 다른 주변 장치로 데이터를 전송합니다.

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

PD_SCL 동기화 라인을 출력에 구성하여 10μs 지속 시간의 펄스를 생성합니다.

   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
}
 

HX711의 준비 상태를 읽도록 DOUT 데이터 라인을 구성하고, 레벨이 낮으면 인터럽트를 비활성화하고 타이머를 시작하여 PD_SCL 출력에서 ​​클록 펄스를 생성하는 핸들러가 트리거됩니다.

 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); 

// gpiote 활성화

그런 다음 PPI 모듈을 초기화하고 타이머를 PD_SCL 출력에 연결하여 비교 이벤트가 발생할 때 10μs 지속 시간의 펄스를 생성하고 GPIOTE 모듈도 켭니다.

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

제로 타이머와 그 핸들러를 초기화합니다.

  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
   }

가장 흥미로운 일은 타이머 핸들러에서 발생합니다. 펄스주기는 20μs입니다. 우리는 홀수 펄스(상승 에지를 따라)에 관심이 있고 그 수가 24개 이하이고 이벤트가 48개인 경우 각 홀수 이벤트에 대해 DOUT을 읽습니다.

데이터시트에 따르면 펄스 수는 25개 이상이어야 하며 이는 128의 이득에 해당하며(코드에서는 25개의 펄스를 사용함) 이는 데이터 프레임의 끝을 나타내는 50개의 타이머 이벤트와 동일합니다.

 ++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
       }
   

그런 다음 타이머를 끄고 데이터 시트에 따라 데이터를 처리하고 HX711을 저전력 소비 모드로 전환합니다.

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);
}

우리는 10초 간격(귀하의 재량에 따라 다름)으로 RTC 타이머의 이벤트를 예상하고 핸들러에서 HX711을 실행하여 DOUT 라인에 인터럽트를 발생시킵니다.

한 가지 점이 더 있습니다. 로그는 UART(전송 속도 115200, TX - 6핀, RX - 8핀)를 통해 출력됩니다. 모든 설정은 sdk_config.h에 있습니다.

조사 결과

관심을 가져주셔서 감사합니다. 이 기사가 유용하고 개발자가 솔루션을 찾는 데 소요되는 귀중한 시간을 단축하는 데 도움이 되기를 바랍니다. 북유럽이 플랫폼에 사용하는 기술적 접근 방식은 에너지 효율성 측면에서 매우 흥미롭다고 말하고 싶습니다.

PS

프로젝트는 아직 개발 중이므로 이 주제에 관심이 있다면 다음 기사에서는 무게 센서 교정 및 BLE 스택 연결을 위한 알고리즘을 설명하려고 합니다.

재료

• 프로젝트 코드
• HX711 데이터시트(영어)
• 스트레인 게이지 작동 설명

출처 : habr.com