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#include "adc.h"
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#include "../App/system.h"
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/**
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* @brief 初始化 STC32G 硬件 ADC 模块
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* @details 配置 P0.3 (KEY_DOWN) 与 P1.3 (BATT_ADC) 为高阻输入模式，
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* 上电开启 ADC 内部电源并配置结果对齐格式为右对齐。
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*/
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void ADC_Init(void)
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{
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// 1. 配置 P0.3 和 P1.3 引脚模式为高阻输入 (M1=1, M0=0)
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P0M1 |= (1 << 3);
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P0M0 &= ~(1 << 3);
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P1M1 |= (1 << 3);
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P1M0 &= ~(1 << 3);
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// 配置 P1.2 (CHRG_DET / ADC2) 为高阻输入模式
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P1M1 |= (1 << 2);
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P1M0 &= ~(1 << 2);
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// 2. 开启 ADC 模块主电源 (ADC_POWER = 1)
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ADC_POWER = 1;
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// 3. 配置 ADCCFG 寄存器:
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// RESFMT (bit 5) = 1: 转换结果右对齐 (ADC_RES 存高4位, ADC_RESL 存低8位)
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// 底部 4 位 SPEED: 设置 ADC 转换工作时钟频率 (0x0F 表示最快速度)
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ADCCFG = 0x2F;
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// 4. 软启动延迟，等待 ADC 模块内部电源稳定
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Delay_ms(2);
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}
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/**
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* @brief 单次读取指定 ADC 通道的原始 12 位转换结果
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* @param channel ADC 通道号 (0~15)
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* @return u16 12 位 ADC 采样原始值 (0 ~ 4095)
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*/
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u16 ADC_ReadRaw(u8 channel)
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{
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u16 adc_val = 0;
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// 选择指定通道并保持电源开启
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ADC_CONTR = (ADC_CONTR & 0xF0) | (channel & 0x0F);
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// 延时等待通道切换电容充放电稳定
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Delay_us(10);
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// 启动 A/D 转换
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ADC_START = 1;
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// 阻塞等待转换结束 (ADC_FLAG 置 1)
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while (!ADC_FLAG);
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// 清除转换完成标志
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ADC_FLAG = 0;
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// 读取 12 位右对齐结果 (ADC_RES 取低 4 位，结合 ADC_RESL 构成 12 位数据)
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adc_val = ((u16)(ADC_RES & 0x0F) << 8) | ADC_RESL;
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return adc_val;
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}
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/**
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* @brief 5 次采样排序取中值滤波算法
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* @param channel ADC 通道号 (0~15)
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* @return u16 滤波后的 12 位 ADC 采样结果
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*/
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u16 ADC_ReadFiltered(u8 channel)
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{
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u16 buf[5];
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u8 i, j;
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u16 temp;
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// 连续采集 5 次数据
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for (i = 0; i < 5; i++) {
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buf[i] = ADC_ReadRaw(channel);
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}
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// 冒泡排序法进行升序排列
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for (i = 0; i < 4; i++) {
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for (j = 0; j < 4 - i; j++) {
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if (buf[j] > buf[j + 1]) {
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temp = buf[j];
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buf[j] = buf[j + 1];
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buf[j + 1] = temp;
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}
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}
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}
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// 取中间第 3 个值 (索引 2) 作为有效滤波输出，有效去除偶然性噪声尖峰
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return buf[2];
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}
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/**
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* @brief 检测 USB 充电是否插入
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* @return bit 0=未充电, 1=充电中
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* @note TP4054 CHRG 开漏输出：
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* - 未充电/充满：CHRG 为高阻（被内部上拉拉高）
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* - 充电中：CHRG 为低电平
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* 返回值 1 表示正在充电，0 表示未充电或充满。
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*/
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bit Is_Charging(void)
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{
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u32 val = ADC_ReadFiltered(ADC_CHANNEL_CHRG_DET);
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u32 det_mv = (val * 3300UL) / 4095UL;
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// 0.8V ~ 1.8V (800mV ~ 1800mV)：正在充电
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if (det_mv >= 800 && det_mv <= 1800) {
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return 1;
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}
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return 0;
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}
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/**
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* @brief 检测 KEY_DOWN (P0.3) 按键电平是否按下
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* @details KEY_DOWN 节点未按下时电压约 2.0V，按下后升至约 3.7V。
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* @return bit 1: 按下, 0: 常态未按下
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*/
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bit ADC_IsKeyDown(void)
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{
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u16 val = ADC_ReadFiltered(ADC_CHANNEL_KEY_DOWN);
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// 若采样值超过阈值 KEY_DOWN_ADC_THRESHOLD (3300)，判定为按键被按下
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if (val > KEY_DOWN_ADC_THRESHOLD) {
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return 1;
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}
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return 0;
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}
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/**
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* @brief 获取 P1.3 电池分压计算得出的实际电池电压值 (单位: mV)
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* @details 硬件电阻分压电路: R15 (10kΩ) 上拉, R16 (22kΩ) 下拉。
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* 分压公式: V_node = V_bat * (22 / 32) => V_bat = V_node * (32 / 22)
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* 根据 ADC 采样: V_node(mV) = adc_val * 3300 / 4095
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* 真实电池电压 V_bat(mV) = (adc_val * 3300 * 32) / (4095 * 22)
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* @return u16 电池总电压 (mV, 例如 3850 代表 3.85V)
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*/
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u16 ADC_GetBatteryVoltage_mV(void)
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{
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u32 adc_val = ADC_ReadFiltered(ADC_CHANNEL_BATTERY);
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u32 vbat_mv;
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// 经用户实测校准：
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// 当电池真实电压为 4.0V (4000mV) 时，10k/22k 分压点万用表实测为 2.7V，单片机读取的过滤 ADC 原值约为 2357。
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// 换算公式：V_bat(mV) = adc_val * 4000 / 2357
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vbat_mv = (adc_val * 4000UL) / 2357UL;
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return (u16)vbat_mv;
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}
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/**
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* @brief 计算电池剩余电量百分比 (0% ~ 100%)
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* @details 锂电池标准电压区间定义:
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* 4.20V (4200mV) 对应 100%
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* 3.30V (3300mV) 对应 0%
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* @return u8 电量百分比 (0 ~ 100)
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*/
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u8 ADC_GetBatteryPercent(void)
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{
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u16 vbat = ADC_GetBatteryVoltage_mV();
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if (vbat >= 4200) {
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return 100;
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}
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if (vbat <= 3300) {
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return 0;
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}
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// 线性百分比换算: percent = (vbat - 3300) * 100 / (4200 - 3300)
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return (u8)(((u32)(vbat - 3300) * 100UL) / 900UL);
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}
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