一、简介

在嵌入式系统产品开发中，按键板的设计是最基本的，也是项目评估阶段必须要考虑的问题。其实现方式有很多种，具体使用那一种就需要结合可用IO数量，并综合考虑成本，做出最终选择。传统的按键检测方法是一个按键对应一个GPIO口，进行高低电平输入检测。可是在GPIO口紧缺的情况下，不得不需要一个有效的解决方案，其中ADC检测实现按键功能是一种相对有效的解决方案。

ADC检测实现简单实用的按键方法：仅需要一个ADC和若干个电阻就可实现多个按键的输入检测。工作原理：按下按键时，通过电阻分压得到不同的电压值，ADC采集在各个范围内的值来判定是哪个按键按下。

本文采用RK2206芯片自带的逐次逼近寄存器型模数转换器（Successive-Approximation Analog to Digital Converter），是一种常用的A/D转换结构，其较低的功耗表现，不错的转换速率，在有低功耗要求（可穿戴设备、物联网）的数据采集场景下广泛应用。

二、硬件电路设计

ADC检测实现简单实用的按键方法：仅需要一个ADC和若干个电阻就可实现多个按键的输入检测。工作原理：按下按键时，通过电阻分压得到不同的电压值，ADC采集在各个范围内的值来判定是哪个按键按下。

模块整体硬件电路如下图所示，电路中包含了1根ADC引脚和4个按键。

其中，4个按键分别连接不同的电阻。当按键按下时，USER_KEY_ADC检测到不同的电压。具体如下所示：

表1 按键对应电压表

USER_KEY_ADC引脚连接到RK2206芯片的GPIO0_C5，如下图所示：

三、ADC接口

ADC相应接口头文件在：

/device/rockchip/rk2206/adapter/include/lz_hardware.h

RK2206芯片提供以下两大类接口：

（1）初始化、销毁ADC；

（2）ADC读操作。

具体接口如PPT所示。以下我们详细讲解这些接口。

（1）LzSaradcInit

该函数主要功能是SARADC设备初始化。

int LzSaradcInit(void);

成功返回LZ_HARDWARE_SUCCESS, 其余为失败。

（2）LzSaradcDeinit

该函数主要功能是SARADC设备释放。

int LzSaradcDeinit(void);

成功返回LZ_HARDWARE_SUCCESS, 其余为失败。

（3）LzSaradcReadValue

该函数主要功能是SARADC设备读取。

int LzSaradcReadValue(unsigned int chn, unsigned int *val);

参数chn：ADC通道id；

参数val：读取值。

成功返回LZ_HARDWARE_SUCCESS, 其余为失败。

四、程序设计

ADC按键程序每1秒通过GPIO0_PC5读取一次按键电压，通过电压数值判断当前是哪个按键被按下，并打印出该按键名称。

如图所示为ADC按键主程序流程图，开机LiteOS系统初始化后，进入主程序先初始化ADC设备。程序进入主循环，1秒获取一次ADC采样电压，判断：

（1）采样电压在0.00~0.11V之间，则当前是按下Key1，打印Key1；

（2）采样电压在0.45~0.65V之间，则当前是按下Key2，打印Key2；

（3）采样电压在0.90~1.1V之间，则当前是按下Key3，打印Key3；

（4）采样电压在1.55~1.75V之间，则当前是按下Key4，打印Key4；

（5）当前无按键。

void adc_process()
{
        float voltage;

        /* 初始化adc设备 */
        adc_dev_init();

        while (1)
        {
              printf("***************Adc Example*************\r\n");
              /*获取电压值*/
              voltage = adc_get_voltage();
              printf("vlt:%.3fV\n", voltage);

              if ((0.11 >= voltage) && (voltage >= 0.00))
              {
              printf("\tKey1\n");
              }
              else if ((0.65 >= voltage) && (voltage >= 0.45))
              {
              printf("\tKey2\n");
              }
              else if ((1.1 >= voltage) && (voltage >= 0.9))
              {
              printf("\tKey3\n");
              }
              else if ((1.75 >= voltage) && (voltage >= 1.55))
              {
              printf("\tKey4\n");
              }

              /* 睡眠1秒 */
              LOS_Msleep(1000);
        }
}

ADC初始化程序主要分为ADC初始化和配置ADC参考电压为外部电压两部分：

static unsigned int adc_dev_init()
{
      unsigned int ret = 0;
      uint32_t *pGrfSocCon29 = (uint32_t *)(0x41050000U + 0x274U);
      uint32_t ulValue;

      ret = DevIoInit(m_adcKey);
      if (ret != LZ_HARDWARE_SUCCESS)
      {
          printf("%s, %s, %d: ADC Key IO Init fail\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
          return __LINE__;
      }
      ret = LzSaradcInit();
      if (ret != LZ_HARDWARE_SUCCESS) {
          printf("%s, %s, %d: ADC Init fail\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
          return __LINE__;
      }	

      /* 设置saradc的电压信号，选择AVDD */
      ulValue = *pGrfSocCon29;
      ulValue &= ~(0x1 << 4);
      ulValue |= ((0x1 << 4) << 16);
      *pGrfSocCon29 = ulValue;

      return 0;
}

RK2206芯片采用一种逐次逼近寄存器型模数转换器（Successive-Approximation Analog to Digital Converter），是一种常用的A/D转换结构，其较低的功耗表现，还不错的转换速率，在有低功耗要求（可穿戴设备、物联网）的数据采集场景下广泛应用。该ADC采用10bit采样，最高电压为3.3V。简而言之，ADC采样读取的数据，bit[0~9]有效，且最高数值0x400（即1024）代表实际电压差3.3V，也就是说1个数值等于3.3V / 1024 = 0.003222V。

static float adc_get_voltage()
{
      unsigned int ret = LZ_HARDWARE_SUCCESS;
      unsigned int data = 0;

      ret = LzSaradcReadValue(ADC_CHANNEL, &data);
      if (ret != LZ_HARDWARE_SUCCESS)
      {
          printf("%s, %s, %d: ADC Read Fail\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
          return 0.0;
      }

      return (float)(data * 3.3 / 1024.0);
}

五、编译过程

1、打开sdk下面路径的文件

/vendor/lockzhiner/rk2206/samples/b1_adc/adc_example.c

注意：Gitee上的ADC案例为通用案例，请大家根据上述的需求修改相关源代码。

2、修改编译脚本

修改 vendor/lockzhiner/rk2206/sample 路径下 BUILD.gn 文件，指定 adc_example 参与编译。

"./b0_adc:adc_example",

修改 device/lockzhiner/rk2206/sdk_liteos 路径下 Makefile 文件，添加 -ladc_example 参与编译。

hardware_LIBS = -lhal_iothardware -lhardware -ladc_example

3、编译固件

hb set -root .
hb set
hb build -f

4、烧写固件

5、通过串口查看结果

运行结果

***************Adc Example*************
vlt:3.297V
***************Adc Example*************
vlt:3.297V
***************Adc Example*************
vlt:3.297V
***************Adc Example*************
vlt:3.297V
***************Adc Example*************
vlt:3.297V
***************Adc Example*************
vlt:3.297V
……

好了，今天的课程就到这里，我们下次再见！