01-电压检测

概述

电压检测是测量电路中电压的一种重要方法，它在许多电气和电子应用中都有广泛的用途。以下是需要电压检测的一些主要原因：

1. 确保设备安全：电压检测可以确保电气设备在其额定电压范围内运行。如果设备在过高或过低的电压下运行，可能会导致设备损坏、故障甚至火灾。
2. 保护电子设备：电子设备通常对电压波动非常敏感，电压检测可以及时发现问题，保护设备免受损害。
3. 提高能源效率：通过电压检测，我们可以监测电气系统的负载、功率和效率，从而优化能源使用，降低能耗。
4. 故障诊断：电压检测有助于发现电气系统中的故障和异常，便于维修人员迅速定位问题并进行维修。
5. 确保系统稳定性：对于某些电气设备，如发电厂、变电站等，电压检测是确保供电系统稳定运行的关键。
6. 设计和研发：在电子产品的设计和研发阶段，电压检测有助于工程师评估电路性能，优化设计。
7. 满足法规要求：某些行业和地区可能有严格的电压标准和规定，电压检测有助于确保设备符合这些要求。

总之，电压检测在保障设备安全、提高能效、确保系统稳定性以及满足法规要求等方面都具有重要意义。

在我们当前案例中, 18650锂电池是我们重要设备, 而且它很贵重,一旦过充或者过放, 它将无法使用, 所以我们需要监测锂电池的电压.
18650锂离子电池的过充过放电压值因生产厂家和化学组成有所不同，但通常有一个大致的范围。通常，过充电压值在 4.2V 到 4.25V 之间，过放电压值在 2.5V 到 3.0V 之间。过充和过放电可能会导致电池性能下降、循环寿命缩短甚至安全隐患。所以我们可以设定当18650的电压低于3.5V的时候, 设备断电报警, 让用户及时去充电

电池电压的变化是模拟信号, 我们需要使用ADC去读取, 在这里我选择使用的是PC5,下面我们就按照常用步骤来开发:

1. gpio配置
2. adc配置
3. adc读取

ADC的两种模式

在模数转换器（ADC, Analog-to-Digital Converter）中，插入模式和普通模式是指两种不同的数据采集和转换方式。它们之间的主要区别在于采样顺序、通道切换方式和优先级。

1. 插入模式（Injected Mode）： 插入模式是一种特殊的数据采集方式，它允许在规律的连续采样过程中临时插入对其他通道的采样。插入模式具有较高的优先级，当有插入请求时，会暂停正在进行的普通模式采样，优先处理插入模式的采样任务。插入模式的采样完成后，普通模式采样会继续进行。插入模式通常用于需要快速响应的应用场景，例如突发事件的监测。
2. 普通模式（Regular Mode）： 普通模式是ADC的一种常规数据采集方式，通常按照预设的通道顺序进行连续或单次采样。在普通模式下，ADC按照设置的采样顺序和频率对各个通道进行采样，将模拟信号转换为数字信号。普通模式适用于大多数数据采集任务，尤其是对实时性要求不高的场景。

总之，插入模式和普通模式是针对不同应用场景的ADC采样方式。插入模式适用于需要快速响应和高优先级处理的场景，而普通模式适用于常规的连续或单次采样任务。

在电压的采样过程中, 我们可以选择插入模式, 也可以选择普通模式.

示例代码

实现步骤:

1. 思考用哪个GPIO,确定引脚PB1
2. 要开启什么样的功能,是ADC,TIMER,DMA中的哪一个? 确定ADC0_9
3. 选择使用ADC的普通模式,还是插入模式
4. 选好之后:
   1. 如何初始化
   2. 如何获取数据
5. 数据拿到之后该如何进行换算

这里面的代码有些复杂, 但是很多代码都是固定写法, 我们可以从gd32官方给的例子里面直接拷贝.

#include "bsp_battery.h"
#include <stdio.h>
#define RCU_BATTERY RCU_GPIOB
#define PORT_BATTERY GPIOB
#define PIN_BATTERY GPIO_PIN_1
#define ADC_RCU_BATTERY RCU_ADC0
#define ADC_BATTERY ADC0
#define ADC_CHANNEL_BATTERY ADC_CHANNEL_9
void bsp_battery_gpio_init(){
    // 开启时钟
    rcu_periph_clock_enable(RCU_BATTERY);
    // 设置gpio
    gpio_mode_set(PORT_BATTERY, GPIO_MODE_ANALOG,GPIO_PUPD_NONE,PIN_BATTERY);
}
void bsp_battery_adc_init(){
    // 开启时钟线
    rcu_periph_clock_enable(ADC_RCU_BATTERY);
    // 配置时钟倍频
    adc_clock_config(ADC_ADCCK_PCLK2_DIV4);
    // 通道配置
    adc_channel_length_config(ADC_BATTERY,ADC_INSERTED_CHANNEL,1);
    // 配置采集哪个通道                    0表示的是角标
    adc_inserted_channel_config(ADC_BATTERY,0,ADC_CHANNEL_9,ADC_SAMPLETIME_480);
    adc_external_trigger_config(ADC_BATTERY,ADC_INSERTED_CHANNEL,DISABLE);
    adc_data_alignment_config(ADC_BATTERY,ADC_DATAALIGN_RIGHT);
    adc_special_function_config(ADC0,ADC_SCAN_MODE,ENABLE);
    adc_enable(ADC_BATTERY);
    adc_calibration_enable(ADC_BATTERY);
}
void bsp_battery_init(void){
    bsp_battery_gpio_init();
    bsp_battery_adc_init();
}
float bsp_battery_get(){
    adc_software_trigger_enable(ADC_BATTERY,ADC_INSERTED_CHANNEL);
    uint32_t data = ADC_IDATA0(ADC_BATTERY);
    float vol = data*1.0/4096 * 3.3 * 4;
    return vol;
}
void bsp_battery_test(){
    bsp_battery_init();
    while(1){
        float bat = bsp_battery_get();
        printf("battery:%f\r\n",bat);
        delay_1ms(500);
    }
}