通過多線程來實(shí)現(xiàn)ADC采集功能和OLED顯示功能

在之前的一篇推文中，介紹了AB32VG1開發(fā)板將模擬量通道7采集到的電壓值實(shí)時(shí)顯示在OLED顯示屏。雖然之前介紹過AB32VG1采用RT-Thread Studio建立的工程項(xiàng)目基于RT-Thread物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的，但是實(shí)時(shí)大家看到代碼就會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然跑了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，但是其中的編程方式還是采用的裸機(jī)程序編程模式，在main程序while死循環(huán)中中調(diào)用各種功能函數(shù)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。具體項(xiàng)目地址：中科藍(lán)訊 AB32VG1 開發(fā)板ADC采集與顯示實(shí)驗(yàn)。我們知道RTOS編程和裸機(jī)編程最大的區(qū)別就是RTOS可實(shí)現(xiàn)多線程管理，這是RTOS的最大優(yōu)勢。既然跑了操作系統(tǒng)，為何不用多線程實(shí)現(xiàn)ADC采集功能和OLED顯示功能呢？下面我們就重做這個(gè)項(xiàng)目，將裸機(jī)代碼函數(shù)轉(zhuǎn)換為線程實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

1.線程的創(chuàng)建

一個(gè)線程要成為可執(zhí)行的對象就必須由操作系統(tǒng)的內(nèi)核來為它創(chuàng)建（初始化）一個(gè)線程 句柄。可以通過如下的函數(shù)接口來創(chuàng)建一個(gè)線程。

rt_thread_t rt_thread_create(const char* name, void (*entry)(void* parameter), void* parameter, rt_uint32_t stack_size, rt_uint8_t priority, rt_uint32_t tick);

調(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)從動(dòng)態(tài)堆內(nèi)存中分配一個(gè)線程句柄（即TCB，線程控制塊） 以及按照參數(shù)中指定的棧大小從動(dòng)態(tài)堆內(nèi)存中分配相應(yīng)的空間。分配出來的?？臻g是按照 rtconfig.h中配置的RT_ALIGN_SIZE方式對齊。

2.參數(shù)介紹：

name是線程的名稱；線程名稱的最大長度由rtconfig.h中定義的 RT_NAME_MAX宏指定，多余部分會(huì)被自動(dòng)截掉。

entry 線程入口函數(shù)；

parameter 線程入口函數(shù)參數(shù)，沒有參數(shù)可設(shè)置為RT_NULL；

stack_size 線程棧大小，單位是字節(jié)。在大多數(shù)系統(tǒng)中需要做?？臻g地址對 齊（例如ARM體系結(jié)構(gòu)中需要向4字節(jié)地址對齊）。

priority 線程的優(yōu)先級。優(yōu)先級范圍根據(jù)系統(tǒng)配置情況（rtconfig.h中的 RT_THREAD_PRIORITY_MAX宏定義），如果支持的是256級優(yōu)先 級，那么范圍是從0 ～ 255，數(shù)值越小優(yōu)先級越高，0代表最高優(yōu) 10 先級。

tick 線程的時(shí)間片大小。時(shí)間片（tick）的單位是操作系統(tǒng)的時(shí)鐘節(jié) 拍。當(dāng)系統(tǒng)中存在相同優(yōu)先級線程時(shí)，這個(gè)參數(shù)指定線程一次調(diào) 度能夠運(yùn)行的最大時(shí)間長度。這個(gè)時(shí)間片運(yùn)行結(jié)束時(shí)，調(diào)度器自 動(dòng)選擇下一個(gè)就緒態(tài)的同優(yōu)先級線程進(jìn)行運(yùn)行。

3.函數(shù)返回

創(chuàng)建成功返回線程句柄；否則返回RT_NULL。

4.案例應(yīng)用

下面就ADC電壓采集與OLED顯示創(chuàng)建兩個(gè)個(gè)線程加以說明線程的創(chuàng)建方法：上個(gè)項(xiàng)目的main函數(shù)完整代碼如下。

#include

#include

#include

#include

#include"board.h"

#include"ssd1306.h"//包含SSD1306的頭文件

#defineADC_DEV_NAME "adc0" /* ADC 設(shè)備名稱 */

#defineADC_DEV_CHANNEL 7 /* ADC 通道 */

#defineREFER_VOLTAGE 330 /* 參考電壓 3.3V,數(shù)據(jù)精度乘以100保留2位小數(shù)*/

#defineCONVERT_BITS (1 << 10)?? /* 轉(zhuǎn)換位數(shù)為12位 */

void display(int tmp)

{

//330

unsignedchar count;

unsignedchar datas[] = {0, 0, 0, 0, 0};

datas[0] = tmp / 100;

datas[1] = tmp % 100 / 10;

datas[2] = tmp % 100 % 10;

ssd1306_SetCursor(40, 40);//添加代碼，設(shè)置顯示光標(biāo)位置

ssd1306_WriteChar('0'+datas[0], Font_11x18, White);

ssd1306_WriteChar('.', Font_11x18, White);

for(count = 1; count != 3; count++)

{

ssd1306_WriteChar('0'+datas[count], Font_11x18, White);

}

ssd1306_WriteChar('V', Font_11x18, White);

ssd1306_UpdateScreen();////添加代碼，更新顯示屏信息

}

static int adc_vol_sample()

{

rt_adc_device_t adc_dev;

unsignedchar Temp_Disp_Buff[17];

rt_uint32_t value, vol;

rt_err_t ret = RT_EOK;

/* 查找設(shè)備 */

adc_dev = (rt_adc_device_t)rt_device_find(ADC_DEV_NAME);

if (adc_dev == RT_NULL)

{

rt_kprintf("adc sample run failed! can'tfind %s device!\n", ADC_DEV_NAME);

return RT_ERROR;

}

/* 使能設(shè)備 */

ret = rt_adc_enable(adc_dev,ADC_DEV_CHANNEL);

/* 讀取采樣值 */

value = rt_adc_read(adc_dev,ADC_DEV_CHANNEL);

rt_kprintf("the value is :%d \n", value);

/* 轉(zhuǎn)換為對應(yīng)電壓值 */

vol = value * REFER_VOLTAGE / CONVERT_BITS;

rt_kprintf("the voltage is :%d.%02d \n", vol / 100, vol % 100);

/* 關(guān)閉通道 */

ret = rt_adc_disable(adc_dev,ADC_DEV_CHANNEL);

display(vol);

return ret;

}

int main(void)

{

uint8_t pin = rt_pin_get("PE.1");

staticint advlue;

rt_pin_mode(pin, PIN_MODE_OUTPUT);

rt_kprintf("Hello, world\n");

ssd1306_Init();//添加代碼，顯示屏初始化

ssd1306_SetCursor(2, 6);//添加代碼，設(shè)置顯示光標(biāo)位置

ssd1306_WriteString("The voltage", Font_11x18, White);//添加代碼，設(shè)置顯示內(nèi)容

ssd1306_SetCursor(40, 40);//添加代碼，設(shè)置顯示光標(biāo)位置

display(0);

ssd1306_UpdateScreen();////添加代碼，更新顯示屏信息

while (1)

{

rt_pin_write(pin, PIN_LOW);

rt_thread_mdelay(500);

rt_pin_write(pin, PIN_HIGH);

rt_thread_mdelay(500);

advlue=adc_vol_sample();

}

}

下面我們對上面代碼修改實(shí)現(xiàn)多線程，首先將static int adc_vol_sample()和void display(int tmp)改為線程的入口函數(shù)，線程的入口函數(shù)實(shí)際是一個(gè)無限循環(huán)且不帶返回值的C函數(shù)。

首先將void display(int tmp)改為線程入口函數(shù)如下形式，注意三點(diǎn)：

第一：將原函數(shù)語句放在while(1)循環(huán)體內(nèi)。

第二：while語句循環(huán)末尾增加rt_thread_delay(50);延時(shí)語句。注意這里不能使用裸機(jī)那種的延時(shí)，必須用這個(gè)延時(shí)函數(shù)，rt_thread_delay是阻塞延時(shí)，調(diào)用此函數(shù)時(shí)，該線程會(huì)被掛起，調(diào)度器會(huì)切換到其他就緒的線程，從而實(shí)現(xiàn)多線程。

第三：要定義全局變量rt_uint32_t vol;;vol是要顯示的電壓，其實(shí)這里用信號量比較合適，暫時(shí)用全局變量吧。

static void display_entry(void* parameter)

{

while(1)

{

unsignedchar count;

unsignedchar datas[] = {0, 0, 0, 0, 0};

datas[0] = vol/ 100;

datas[1] = vol% 100 / 10;

datas[2] = vol% 100 % 10;

ssd1306_SetCursor(40, 40);//添加代碼，設(shè)置顯示光標(biāo)位置

ssd1306_WriteChar('0'+datas[0], Font_11x18, White);

ssd1306_WriteChar('.', Font_11x18, White);

for(count = 1; count != 3; count++)

{

ssd1306_WriteChar('0'+datas[count], Font_11x18, White);

}

ssd1306_WriteChar('V', Font_11x18, White);

ssd1306_UpdateScreen();////添加代碼，更新顯示屏信息

rt_thread_delay(50);

}

}

//創(chuàng)建oled_display線程，一定主要第二個(gè)參數(shù)入口函數(shù)名一定要上面的入口函數(shù)名字一致

void oled_display_thread_create()
{
rt_thread_t oled_display_thread;
oled_display_thread = rt_thread_create("oled_display",
display_entry,
RT_NULL,
1024,
RT_THREAD_PRIORITY_MAX / 2,
40);
if (oled_display_thread != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(oled_display_thread);
}

}

然后將static int adc_vol_sample()函數(shù)改為線程入口函數(shù)如下形式，

static void adc_vol_entry(void *parameter)

{

rt_adc_device_t adc_dev;

unsignedchar Temp_Disp_Buff[17];

rt_uint32_t value;

rt_err_t ret = RT_EOK;

/* 查找設(shè)備 */

adc_dev = (rt_adc_device_t)rt_device_find(ADC_DEV_NAME);

if (adc_dev == RT_NULL)

{

rt_kprintf("adc sample run failed! can'tfind %s device!\n", ADC_DEV_NAME);

return RT_ERROR;

}

while(1)

{

/* 使能設(shè)備 */

ret = rt_adc_enable(adc_dev,ADC_DEV_CHANNEL);

/* 讀取采樣值 */

value = rt_adc_read(adc_dev,ADC_DEV_CHANNEL);

rt_kprintf("the value is :%d \n", value);

/* 轉(zhuǎn)換為對應(yīng)電壓值 */

vol = value * REFER_VOLTAGE / CONVERT_BITS;

rt_kprintf("the voltage is :%d.%02d \n", vol / 100, vol % 100);

/* 關(guān)閉通道 */

ret = rt_adc_disable(adc_dev,ADC_DEV_CHANNEL);

rt_thread_delay(50);

}

}

//創(chuàng)建ADC采樣線程
void adc_voltage_thread_create()
{
rt_thread_t adc_voltage_thread;
adc_voltage_thread = rt_thread_create("adc_voltage",
adc_vol_entry,
RT_NULL,
1024,
RT_THREAD_PRIORITY_MAX / 2,
40);
if (adc_voltage_thread != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(adc_voltage_thread);
}
}

最后修改main函數(shù)如下，將LED燈閃爍代碼刪除，增加線程創(chuàng)建和啟動(dòng)代碼；

int main(void)

{

//顯示屏初始化

ssd1306_Init();//添加代碼，顯示屏初始化

ssd1306_SetCursor(2, 6);//添加代碼，設(shè)置顯示光標(biāo)位置

ssd1306_WriteString("The voltage", Font_11x18, White);//添加代碼，設(shè)置顯示內(nèi)容

ssd1306_SetCursor(40, 40);//添加代碼，設(shè)置顯示光標(biāo)位

ssd1306_UpdateScreen();////添加代碼，更新顯示屏信息

//線程的創(chuàng)建和啟動(dòng)

adc_voltage_thread_create()；

oled_display_thread_create()；

}

至此，代碼修改完畢，編譯下載項(xiàng)目運(yùn)行，然后在FinSHshell中通過 list_thread()命令查看線程相關(guān)信息，如下圖所示，adc_voltage和oled_display兩個(gè)線程。更多內(nèi)容可關(guān)注MCU學(xué)習(xí)筆記。

編輯：fqj