ZYNQ-Vitis(SDK)裸机开发之（九）PS端XADC接口使用，读取SOC芯片温度、电压，读取外部输入模拟量

本文主要是介绍ZYNQ-Vitis(SDK)裸机开发之（九）PS端XADC接口使用，读取SOC芯片温度、电压，读取外部输入模拟量，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

目录

一、PS端XADC简介

二、Vivado工程搭建

三、编写Vitis工程

1.头文件：xadc_ps_hdl.h

2.源文件：xadc_ps_hdl.c

3.main函数中调用XADC接口

4.调用后读取温度结果

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例程开发环境：

SOC芯片：ZYNQ7020

开发环境：Vivado2020.2，Vitis2020.2

一、PS端XADC简介

       XADC属于硬件接口，直接集成在PS核内，不可配置；可实现芯片内部电压和温度的读取，同时XADC模块也集成了模数转换器，可以将外部输入的模拟电压转换成数字信号，从而实现读取外部模拟信号的功能。

       ZYNQ SoC XADC模块，其内部包含有两个12 位（确保 10 位可靠精度）、转换速率为 1Mbps的 ADC，可以采集模拟信号并转换为数字信号送给 FPGA 内部使用。模块有一对支持差分输入的专用模拟通道输入引脚(VP/VN)，在差分输入模式下，VP-VN 的电压输入范围是-0.5V ~ +0.5V；在单端输入模式下，VP-VN 的电压输入范围是 0~1V。在测量单端模拟信号时，ADC 必须在单端输入模式下工作，VP 上的电压（相对于 VN 测量）必须始终为正。

由上图可知，XADC 内部的两块 ADC 分别为 ADC A 与 ADC B，ADC A 是可以接收左侧包括所有片上传感器（温度传感器信息、电源传感器信息）、VP/VN 模拟电压信息以及 16 路辅助模拟输入的；而 ADC B只能接收 VP/VN 模拟电压信息以及 16 路辅助模拟输入。VP/VN 与 16 路辅助模拟输入的不同在于 VP/VN是专用的支持差分输入的模拟通道输入引脚，而 16 路辅助模拟输入是模拟/数字复用引脚，其中某个引脚用作模拟输入，该引脚的数字 IO 功能就不可以再使用。

二、Vivado工程搭建

XADC为PS内部集成接口，不需要单独配置PS，因此本项目工程是在ZYNQ-Vitis(SDK)裸机开发之（一）串口实验工程基础上开发的，一些block design的设计方法，Vitis工程的建立方法等，均在该篇文章中进行了详细的讲解，大家可以去参考：

ZYNQ-Vitis（SDK）裸机开发之（一）串口收发使用：PS串口+PL串口、多个串口使用方法

可以看到PS核内部XADC接口为灰色，不可配置状态，是集成好的硬件接口

三、编写Vitis工程

1.头文件：xadc_ps_hdl.h

1. 定义XADC的设备ID号
2. 定义读取温度、电压信息存储的结构体
3. 定义XADC驱动实例
4. 实例化一个存储温度、电压的结构体对象
5. 声明一些XADC操作函数：XADC初始化、电压温度读取函数、信息打印函数

/*!\file    xadc_ps_hdl.h\brief   firmware functions to manage intr\version 2024-04-12, V1.0.0\author  tbj
*/#ifndef XADC_PS_HDL_H
#define XADC_PS_HDL_H#include "xadcps.h"
#include "crc_cal.h"#ifdef __cplusplusextern "C" {
#endif//PS端XADC设备ID
#define XADC_DEVICE_ID 			XPAR_XADCPS_0_DEVICE_ID//存储芯片温度、电压信息结构体
typedef struct{float temp; 		//温度float vcc_pint; 	//PS 内核电压float vcc_paux; 	//PS 辅助电压float vcc_pddr; 	//PS DDR 电压float vcc_int; 		//PL 内核电压float vcc_aux; 		//PL 辅助电压float vcc_bram; 	//PL BRAM 电压
}Zynq_Temp_Vcc_Info;//XADC驱动实例
XAdcPs xadc_inst;
//zynq存储温度电压信息实例
Zynq_Temp_Vcc_Info zynq_info;//初始化XADC驱动
int Ps_Xadc_Init(XAdcPs *XAdcPsPtr);
//读取zynq芯片温度、电压等信息
void Read_TempVcc_Info(Zynq_Temp_Vcc_Info *Temp_Vcc_Info);
//打印zynq温度、电压等信息
void Print_Zynq_Info(Zynq_Temp_Vcc_Info Temp_Vcc_Info);#ifdef __cplusplus
}
#endif#endif /* XADC_PS_HDL_H */

2.源文件：xadc_ps_hdl.c

（1）对头文件中定义的XADC初始化、电压温度读取函数、信息打印函数进行实现

其中READ_EXTERNAL_VCC宏定义下的代码，为读取外部模拟量，即外部电压的代码，其余的为读取芯片内部电压的代码 

/*!\file    xadc_ps_hdl.c\brief   firmware functions to manage xadc_ps\version 2024-04-12, V1.0.0\author  tbj
*/#include "xadc_ps_hdl.h"#define READ_EXTERNAL_VCC/* 功能：初始化XADC外设* 入参1：XADC驱动实例化指针*/
int Ps_Xadc_Init(XAdcPs *XAdcPsPtr){int Status = 0;XAdcPs_Config *ConfigPtr;//初始化 XADC 驱动ConfigPtr = XAdcPs_LookupConfig(XADC_DEVICE_ID);if (NULL == ConfigPtr) {return XST_FAILURE;}Status = XAdcPs_CfgInitialize(&xadc_inst, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddress);if (Status != XST_SUCCESS) {return XST_FAILURE;}//设置 XADC 操作模式为“默认安全模式”XAdcPs_SetSequencerMode(&xadc_inst, XADCPS_SEQ_MODE_SAFE);#ifdef READ_EXTERNAL_VCC//使能的相应的通道XAdcPs_SetSeqChEnables(&xadc_inst,XADCPS_SEQ_CH_VPVN);//设置为循环模式XAdcPs_SetSequencerMode(&xadc_inst,XADCPS_SEQ_MODE_CONTINPASS);
#endifreturn XST_SUCCESS;
}/* 功能：读取zynq温度、电压等信息* 入参1：温度电压信息结构体指针*/
void Read_TempVcc_Info(Zynq_Temp_Vcc_Info *Temp_Vcc_Info){static u32 temp_rawdata; 		//温度 原始数据static u32 vcc_pint_rawdata; 	//PS 内核电压 原始数据static u32 vcc_paux_rawdata; 	//PS 辅助电压 原始数据static u32 vcc_pddr_rawData; 	//PS DDR 电压 原始数据static u32 vcc_int_rawdata; 	//PL 内核电压 原始数据static u32 vcc_aux_rawdata; 	//PL 辅助电压 原始数据static u32 vcc_bram_rawData; 	//PL BRAM 电压 原始数据//获取原始温度传感器数据temp_rawdata = XAdcPs_GetAdcData(&xadc_inst, XADCPS_CH_TEMP);//转换成温度信息Temp_Vcc_Info->temp = XAdcPs_RawToTemperature(temp_rawdata);//获取 VCCPINT 传感器数据，并转换成电压信息vcc_pint_rawdata = XAdcPs_GetAdcData(&xadc_inst, XADCPS_CH_VCCPINT);Temp_Vcc_Info->vcc_pint = XAdcPs_RawToVoltage(vcc_pint_rawdata);//获取 VCCPAUX 传感器数据，并转换成电压信息vcc_paux_rawdata = XAdcPs_GetAdcData(&xadc_inst, XADCPS_CH_VCCPAUX);Temp_Vcc_Info->vcc_paux = XAdcPs_RawToVoltage(vcc_paux_rawdata);//获取 VCCPDRO 传感器数据，并转换成电压信息vcc_pddr_rawData = XAdcPs_GetAdcData(&xadc_inst, XADCPS_CH_VCCPDRO);Temp_Vcc_Info->vcc_pddr = XAdcPs_RawToVoltage(vcc_pddr_rawData);//获取 VCCINT 传感器数据，并转换成电压信息vcc_int_rawdata = XAdcPs_GetAdcData(&xadc_inst, XADCPS_CH_VCCINT);Temp_Vcc_Info->vcc_int = XAdcPs_RawToVoltage(vcc_int_rawdata);//获取 VCCAUX 传感器数据，并转换成电压信息vcc_aux_rawdata = XAdcPs_GetAdcData(&xadc_inst, XADCPS_CH_VCCAUX);Temp_Vcc_Info->vcc_aux = XAdcPs_RawToVoltage(vcc_aux_rawdata);//获取 VBRAM 传感器数据，并转换成电压信息vcc_bram_rawData = XAdcPs_GetAdcData(&xadc_inst, XADCPS_CH_VBRAM);Temp_Vcc_Info->vcc_bram = XAdcPs_RawToVoltage(vcc_bram_rawData);
}/** 功能：打印zynq温度、电压等信息*/
void Print_Zynq_Info(Zynq_Temp_Vcc_Info Temp_Vcc_Info){//打印温度、电压信息printf("Real Temp %fC \n", Temp_Vcc_Info.temp);printf("Real VccPInt %fV \n", Temp_Vcc_Info.vcc_pint);printf("Real VccPAux %fV \n", Temp_Vcc_Info.vcc_paux);printf("Real VccPDDR %fV \n", Temp_Vcc_Info.vcc_pddr);printf("Real VccInt %fV \n", Temp_Vcc_Info.vcc_int);printf("Real VccAux %fV \n", Temp_Vcc_Info.vcc_aux);printf("Real VccBram %fV \n\r", Temp_Vcc_Info.vcc_bram);#ifdef READ_EXTERNAL_VCCfloat vcc_vpvn;					//外部电压转换数据static u32 vcc_vpvn_rawData; 	//外部电压原始数据//VpVn 电压vcc_vpvn_rawData = XAdcPs_GetAdcData(&xadc_inst, XADCPS_CH_VPVN);//将模拟电压的输入数据转换成伏为单位的电压值vcc_vpvn = XAdcPs_RawToVoltage(vcc_vpvn_rawData)/3;printf("Real VpVn %fV \n\r", vcc_vpvn);
#endif//延时 2ssleep(2);
}

3.main函数中调用XADC接口

 

4.调用后读取温度结果

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