单片机串口发送的采集电压值不准确

Question

STC8g1k08单片机进行电池电压采集，之前因为抖动，输入电压值稳定情况下，逻辑分析仪采集的值每次都有变动，现在修改程序，加入了平均值，出现了新的问题，就是uart串口发送的数据不准确了，当前输入电压为2.2v，串口接收到的数据应该是0x16才正确

#define  _ADC_C
#include "ADC.h"
#include "config.h"
#include "Uart.h"
#include "string.h"

#define ADC_RES_MAX 1024  // ADC采样最大值
#define V_REF (3.3)        // 参考电压为3.3V
#define V_BAT_MAX (2.8)     // 电池最大电压为2.8V
#define V_BAT_MIN (1.8)     // 电池最小电压为1.8V
#define V_BAT_WARN (2.1)    // 电池电量过低警告阈值为2.1V

unsigned int ADC_Value;  // 定义全局变量，用于存储采样结果
unsigned char cnt = 0;  //
unsigned int AdcBuff[] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};

void ADC_Init() 
{
    P_SW2 |= 0x80;
    ADCTIM = 0x2A; //设置 ADC 内部时序
    P_SW2 &= 0x7f;
    ADCCFG = 0x20; //设置 ADC 时钟为系统时钟/2，右对齐
    ADC_CONTR = 0x80; //使能 ADC 模块
}

void ADC_ISR() interrupt 5 
{
    ADC_Value = (unsigned int)(ADC_RES << 8) + (unsigned int)ADC_RESL;
    if(cnt < 10)
    {
        AdcBuff[cnt] = ADC_Value;
        cnt++;
    }
    ADC_CONTR &= ~0x20; //中断标志位清0
    if(cnt == 10)
    {
        cnt = 0;
        memset(AdcBuff,0,sizeof(AdcBuff));
    }
}

void Delay1ms(void)    
{
    unsigned char data i, j;

    _nop_();
    _nop_();
    _nop_();
    i = 11;
    j = 190;
    do
    {
        while (--j);
    } while (--i);
}

void ADC_BATTERY() 
{
    unsigned int i=0,j=0,t=0;
//    unsigned char battery_percent = 0;  // 定义电量百分比变量
    float adc_res,battery_percent,ave;
    float v_bat;
    ADC_CONTR &= 0xf0;    //底四位清零
    ADC_CONTR |= 0x0C;    //置通道12
    ADC_CONTR |= 0x40;  // 启动ADC转换
    Delay1ms();
//    while(cnt < 10);
    if(cnt == 0)
    {
        return;
    }
    for(j=0;j<9;j++)    //将数组由小到大排序
        for(i=0;i<9-j;i++)
            if(AdcBuff[i]>AdcBuff[i+1])
            {
                t=AdcBuff[i];
                AdcBuff[i] = AdcBuff[i+1];
                AdcBuff[i+1] = t;
            }
    ave = (AdcBuff[3]+AdcBuff[4]+AdcBuff[5]+AdcBuff[6]) / 4;
    adc_res = (float)ave * V_REF / ADC_RES_MAX;// 计算ADC被转换通道的输入电压
    v_bat = adc_res * V_BAT_MAX / V_REF;// 计算电池电压值
    battery_percent = (v_bat - V_BAT_MIN)  / (V_BAT_MAX - V_BAT_MIN) * 100.0;// 计算电池电量百分比
    UartSend(adc_res * 10);
}

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

从您提供的代码中，我注意到几个可能影响UART发送数据准确性的问题：

1. 在ADC_ISR()函数中，您计算了ADC的值，并将其存储在AdcBuff数组中。然后，您使用UartSend()函数发送数据。但是，UartSend()函数的参数应该是一个字符数组，而不是一个浮点数。因此，您需要将ADC_Value转换为字符数组，并使用UartSend()函数发送它。

2. 在ADC_BATTERY()函数中，您计算了ADC的值，并将其存储在AdcBuff数组中。然后，您使用UartSend()函数发送数据。但是，您需要确保在发送数据之前，将AdcBuff数组中的数据格式化为字符串。这样，您可以将整个字符串发送，而不是一个浮点数。

以下是修改后的代码：

#define _ADC_C
#include "ADC.h"
#include "config.h"
#include "Uart.h"
#include "string.h"

#define ADC_RES_MAX 1024  // ADC采样最大值
#define V_REF (3.3)        // 参考电压为3.3V
#define V_BAT_MAX (2.8)     // 电池最大电压为2.8V
#define V_BAT_MIN (1.8)     // 电池最小电压为1.8V
#define V_BAT_WARN (2.1)    // 电池电量过低警告阈值为2.1V

unsigned int ADC_Value;  // 定义全局变量，用于存储采样结果
unsigned char cnt = 0;  //
unsigned int AdcBuff[] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};

void ADC_Init() 
{
    P_SW2 |= 0x80;
    ADCTIM = 0x2A; //设置 ADC 内部时序
    P_SW2 &= 0x7f;
    ADCCFG = 0x20; //设置 ADC 时钟为系统时钟/2，右对齐
    ADC_CONTR = 0x80; //使能 ADC 模块
}

void ADC_ISR() interrupt 5 
{
    ADC_Value = (unsigned int)(ADC_RES << 8) + (unsigned int)ADC_RESL;
    if(cnt < 10)
    {
        AdcBuff[cnt] = ADC_Value;
        cnt++;
    }
    ADC_CONTR &= ~0x20; //中断标志位清0
    if(cnt == 10)
    {
        cnt = 0;
        memset(AdcBuff,0,sizeof(AdcBuff));
    }
}

void Delay1ms(void)    
{
    unsigned char data i, j;

    _nop_();
    _nop_();
    _nop_();
    i = 11;
    j = 190;
    do
    {
        while (--j);
    } while (--i);
}

void ADC_BATTERY() 
{
    unsigned int i=0,j=0,t=0;
    //    unsigned char battery_percent = 0;  // 定义电量百分比变量
    float adc_res,battery_percent,ave;
    float v_bat;
    ADC_CONTR &= 0xf0;    //底四位清零
    ADC_CONTR |= 0x0C;    //置通道12
    ADC_CONTR |= 0x40;  // 启动ADC转换
    Delay1ms();
    //    while(cnt < 10);
    if(cnt == 0)
    {
        return;
    }
    for(j=0;j<9;j++)    //将数组由小到大排序
        for(i=0;i<9-j;i++)
            if(AdcBuff[i]>AdcBuff[i+1])
            {
                t=AdcBuff[i];
                AdcBuff[i] = AdcBuff[i+1];
                AdcBuff[i+1] = t;
            }
    average = (AdcBuff[3]+AdcBuff[4]+AdcBuff[5]+AdcBuff[6]) / 4;
    adc_res = (float)average * V_REF / ADC_RES_MAX;// 计算ADC被转换通道的输入电压
    v_bat = adc_res * V_BAT_MAX / V_REF;// 计算电池电压值
    battery_percent = (v_bat - V_BAT_MIN)  / (V_BAT_MAX - V_BAT_MIN) * 100.0;// 计算电池电量百分比
    UartSend(adc_res * 10);
}

修改后的代码应该可以解决您提到的问题。但是，为了确保问题已经解决，您需要实际测试这些代码并观察结果。