ProHoster > Блог > адміністрування > Як підключити АЦП HX711 до NRF52832

Як підключити АЦП HX711 до NRF52832

1. Вступ

На порядку денному стояло завдання розробити протокол спілкування мікроконтролера nrf52832 із двома напівмостовими китайськими тензодатчиками.

Завдання виявилося не простим, оскільки зіткнувся з відсутністю якоїсь виразної інформації. Імовірніше, що "корінь зла" знаходиться в самому SDK від Nordic Semiconductor - це постійне оновлення версій, деяка надмірність та заплутаність функціоналу. Довелося писати з нуля.

Я думаю ця тема досить актуальна виходячи з того, що даний чіп має BLE стеком і цілим набором "смак" режиму енергозбереження. Але в технічну частину я сильно заглиблюватися не буду, тому що на цю тему написано чимало статей.

2. Опис проекту

Як підключити АЦП HX711 до NRF52832

Залізо:

  • Adafruit Feather nRF52 Bluefruit LE (що виявилося під рукою)
  • АЦП HX711
  • Китайські тензодатчики 2 шт. (50х2 кг)
  • Програматор ST-LINK V2

Софт:

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

Все знаходиться в одному проекті, доведеться лише підшаманити Makefile (вказати розташування вашого SDK).

3. Опис коду

Будемо використовувати модуль GPIOTE для роботи з периферією виходячи з прив'язки завдань і подій, а також PPI модуль для передачі даних з однієї периферії в іншу без участі процесора.

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

Налаштовуємо синхронізацію PD_SCL на вихід для генерації імпульсів тривалістю 10 мкс.

   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
}

Налаштовуємо лінію даних DOUT для зчитування стану готовності HX711, за наявності низького рівня спрацьовує обробник, в якому відключаємо переривання і запускаємо таймер для генерації синхронізуючих імпульсів на виході 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);

// включаємо gpiote

Після чого ініціалізуємо PPI модуль і комутуємо наш таймер до виходу PD_SCL, для генерування імпульсів тривалість 10мкс при настання події порівняння, а також включаємо модуль 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

Ініціалізуємо нульовий таймер та його обробник. 

  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
   }

Найцікавіше відбувається в обробнику таймера. Період імпульсів становить 20 мкс. Нас цікавлять непарні імпульси (за висхідним фронтом) і за умови, що їх кількість не більше 24, а подій — 48. При кожній непарній події відбувається зчитування DOUT

З даташиту слід, що кількість імпульсів має бути не менше 25, що відповідає коефіцієнту посилення 128 (у коді я використовував 25 імпульсів), це еквівалентно 50 подій таймера, що вказує на закінчення кадру даних. 

 ++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
       }

Після цього відключаємо таймер та обробляємо дані (за датаситом) і переводимо HX711 в режим низького енергоспоживання. 


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);
}

Очікуємо події від RTC таймера з інтервалом в 10 с (цю вже на вашу думку) в обробнику запускаємо HX711, викликаючи переривання по лінії DOUT.

Є ще один момент, логи виводяться через UART (baud rate 115200, TX - 6 пін, RX - 8 пін) всі налаштування знаходяться в sdk_config.h

Як підключити АЦП HX711 до NRF52832

Висновки

Дякую всім за увагу, сподіваюся, ця стаття буде корисною і скоротить дорогоцінний час на пошук рішення для розробників. Хочу сказати, що технічний підхід, який використовує Nordic у своїх платформах, досить цікавий з точки зору енергоефективності.

PS

Проект ще в процесі розробки, тому якщо буде цікава ця тема в наступній статті, я постараюся описати алгоритм калібрування датчиків ваги, а також підключення BLE стека.

Матеріали

Джерело: habr.com

Додати коментар або відгук