AB32VG1 开发板ADC采集与显示的多线程实现
时间：2022-08-26 22:30:00
在之前的推文中，介绍了AB32VG1开发板实时显示模拟量通道7采集的电压值OLED显示屏。虽然之前介绍过AB32VG1采用RT-Thread Studio基于建立的项目RT-Thread物联网操作系统，但当你实时看到代码时，你会发现，虽然实时操作系统已经运行，但编程模式仍然采用裸机程序编程模式main程序while在死循环中调用各种功能函数来实现相应的功能。具体项目地址:中科蓝讯 AB32VG1 开发板ADC采集和显示实验。我们知道RTOS编程和裸机编程最大的区别是RTOS多线程管理是可以实现的RTOS最大优势。既然跑了操作系统，为什么不用多线程实现呢？ADC采集功能和OLED显示功能呢？让我们重做这个项目，将裸机代码函数转换为线程来实现这个功能。
1.创建线程
要成为可执行的对象，必须由操作系统的核心创建（初始化）线程 句柄。线程可以通过以下函数接口创建。
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);
调用此函数时，系统会从动态堆内存中分配一个线程句柄(即TCB，线程控制块) 并根据参数中指定的栈大小从动态堆内存中分配相应的空间。分配的栈空间是根据 rtconfig.h中配置的RT_ALIGN_SIZE方式对齐。
2.参数介绍：
name是线程名称；线程名称的最大长度由rtconfig.h中定义的 RT_NAME_MAX宏指定，多余部分将自动切断。
entry 线程入口函数；
parameter 无参数可设置为线程入口函数参数RT_NULL；
stack_size 线程栈的大小，单位是字节。在大多数系统中，需要做栈空间地址 齐（例如ARM系统结构需要对齐4字节地址)。
priority 线程优先级。优先级范围根据系统配置（rtconfig.h中的 RT_THREAD_PRIORITY_MAX宏定义），如果支持的是256级优先 等级，范围为0 ～ 数值越小，优先级越高，0代表最高优先级 10 先级。
tick 线程时间片大小。时间片（tick）操作系统的时钟是单位 拍。当系统中有相同的优先线程时，参数指定线程一次调整 最大长度可以运行。当时间片运行结束时，调度器从 动态选择下一个线程来运行同样优先级的线程。
3.函数返回
创建成功的返回线程句柄；否则返回RT_NULL。
4.案例应用
下面就ADC电压采集与OLED显示创建两个线程来解释线程的创建方法：上一个项目main函数完整代码如下。
#include
#include
#include
#include
#include"board.h"
#include"ssd1306.h"//包含SSD1306的头文件
#defineADC_DEV_NAME "adc0"/* ADC 设备名称 */
#defineADC_DEV_CHANNEL 7 /* ADC 通道 */
#defineREFER_VOLTAGE 330 /* 参考电压 3.3V,数据精度乘以100*/
#defineCONVERT_BITS (1 << 10) /* 转换位数为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)；//添加代码，设置显示光标位置
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()；添加代码，更新显示信息
}
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;
/* 查找设备 */
adc_dev = (rt_adcdevice_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;
}
/* 使能设备 */
ret = rt_adc_enable(adc_dev,ADC_DEV_CHANNEL);
/* 读取采样值 */
value = rt_adc_read(adc_dev,ADC_DEV_CHANNEL);
rt_kprintf("the value is :%d \n", value);
/* 转换为对应电压值 */
vol = value * REFER_VOLTAGE / CONVERT_BITS;
rt_kprintf("the voltage is :%d.%02d \n", vol / 100, vol % 100);
/* 关闭通道 */
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();//添加代码，显示屏初始化
ssd1306_SetCursor(2, 6);//添加代码，设置显示光标位置
ssd1306_WriteString("The voltage", Font_11x18, White);//添加代码，设置显示内容
ssd1306_SetCursor(40, 40);//添加代码，设置显示光标位置
display(0);
ssd1306_UpdateScreen();添加代码，更新显示屏信息
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();
}
}
下面我们对上面代码修改实现多线程，首先将static int adc_vol_sample()和void display(int tmp)改为线程的入口函数，线程的入口函数实际是一个无限循环且不带返回值的C函数。
首先将void display(int tmp)改为线程入口函数如下形式，注意三点：
第一：将原函数语句放在while(1)循环体内。
第二：while语句循环末尾增加rt_thread_delay(50);延时语句。注意这里不能使用裸机那种的延时，必须用这个延时函数，rt_thread_delay是阻塞延时，调用此函数时，该线程会被挂起，调度器会切换到其他就绪的线程，从而实现多线程。
第三：要定义全局变量rt_uint32_t vol;;vol是要显示的电压，其实这里用信号量比较合适，暂时用全局变量吧。
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);//添加代码，设置显示光标位置
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();添加代码，更新显示屏信息
rt_thread_delay(50);
}
}
//创建oled_display线程，一定主要第二个参数入口函数名一定要上面的入口函数名字一致
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);
}
}
然后将static int adc_vol_sample()函数改为线程入口函数如下形式，
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;
/* 查找设备 */
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)
{
/* 使能设备 */
ret = rt_adc_enable(adc_dev,ADC_DEV_CHANNEL);
/* 读取采样值 */
value = rt_adc_read(adc_dev,ADC_DEV_CHANNEL);
rt_kprintf("the value is :%d \n", value);
/* 转换为对应电压值 */
vol = value * REFER_VOLTAGE / CONVERT_BITS;
rt_kprintf("the voltage is :%d.%02d \n", vol / 100, vol % 100);
/* 关闭通道 */
ret = rt_adc_disable(adc_dev,ADC_DEV_CHANNEL);
rt_thread_delay(50);
}
}
//创建ADC采样线程
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函数如下，将LED灯闪烁代码删除，增加线程创建和启动代码；
int main(void)
{
//显示屏初始化
ssd1306_Init();//添加代码，显示屏初始化
ssd1306_SetCursor(2, 6);//添加代码，设置显示光标位置
ssd1306_WriteString("The voltage", Font_11x18, White);//添加代码，设置显示内容
ssd1306_SetCursor(40, 40);//添加代码，设置显示光标位
ssd1306_UpdateScreen();添加代码，更新显示屏信息
//线程的创建和启动
adc_voltage_thread_create()；
oled_display_thread_create()；
}
至此，代码修改完毕，编译下载项目运行，然后在FinSHshell中通过 list_thread()命令查看线程相关信息，如下图所示，adc_voltage和oled_display两个线程。
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