通过多线程来实现ADC采集功能和OLED显示功能

在之前的一篇推文中，介绍了AB32VG1开发板将模拟量通道7采集到的电压值实时显示在OLED显示屏。虽然之前介绍过AB32VG1采用RT-Thread Studio建立的工程项目基于RT-Thread物联网操作系统的，但是实时大家看到代码就会发现，虽然跑了实时操作系统，但是其中的编程方式还是采用的裸机程序编程模式，在main程序while死循环中中调用各种功能函数实现相应功能。具体项目地址：中科蓝讯 AB32VG1 开发板ADC采集与显示实验。我们知道RTOS编程和裸机编程最大的区别就是RTOS可实现多线程管理，这是RTOS的最大优势。既然跑了操作系统，为何不用多线程实现ADC采集功能和OLED显示功能呢？下面我们就重做这个项目，将裸机代码函数转换为线程实现这个功能。

1.线程的创建

一个线程要成为可执行的对象就必须由操作系统的内核来为它创建（初始化）一个线程 句柄。可以通过如下的函数接口来创建一个线程。

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);

调用这个函数时，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） 以及按照参数中指定的栈大小从动态堆内存中分配相应的空间。分配出来的栈空间是按照 rtconfig.h中配置的RT_ALIGN_SIZE方式对齐。

2.参数介绍：

name是线程的名称；线程名称的最大长度由rtconfig.h中定义的 RT_NAME_MAX宏指定，多余部分会被自动截掉。

entry 线程入口函数；

parameter 线程入口函数参数，没有参数可设置为RT_NULL；

stack_size 线程栈大小，单位是字节。在大多数系统中需要做栈空间地址对 齐（例如ARM体系结构中需要向4字节地址对齐）。

priority 线程的优先级。优先级范围根据系统配置情况（rtconfig.h中的 RT_THREAD_PRIORITY_MAX宏定义），如果支持的是256级优先 级，那么范围是从0 ～ 255，数值越小优先级越高，0代表最高优 10 先级。

tick 线程的时间片大小。时间片（tick）的单位是操作系统的时钟节 拍。当系统中存在相同优先级线程时，这个参数指定线程一次调 度能够运行的最大时间长度。这个时间片运行结束时，调度器自 动选择下一个就绪态的同优先级线程进行运行。

3.函数返回

创建成功返回线程句柄；否则返回RT_NULL。

4.案例应用

下面就ADC电压采集与OLED显示创建两个个线程加以说明线程的创建方法：上个项目的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保留2位小数*/

#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;

}

/* 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。更多内容可关注MCU学习笔记。

编辑：fqj