ADC Display

Lab 8: Hardware ADC Display

1. โครงสร้างภาพรวมของ Lab

Why? - ทำไมต้องเรียนรู้เรื่องนี้

ADC เป็นพื้นฐานสำหรับอ่านค่า Sensor:

• Analog Input: อ่านค่าจาก Potentiometer, Sensor

• Data Visualization: แสดงข้อมูลบน Slider และ Bar

• Dual-Core: เข้าใจ AAC (Autonomous Analog Controller)

• Value Conversion: แปลงค่า Raw → Percentage → Voltage

What? - จะได้เรียนรู้อะไร

1. ADC API: aic_adc_read(), aic_adc_read_percent()

2. Read-only Widgets: Slider/Bar ที่แสดงค่าไม่ให้ user ปรับ

3. Real-time Update: Timer-based data refresh

4. Unit Conversion: Raw (0-4095) → % → Voltage

---

2. หลักการทำงานและ Flowchart

2.1 Dual-Core ADC Architecture (AAC)

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│              PSoC Edge E84 ADC Architecture                 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                             │
│   CM33 Core                         CM55 Core               │
│   ┌───────────────┐                ┌───────────────┐        │
│   │ proj_cm33_ns  │                │  proj_cm55    │        │
│   │   main.c      │                │  sensors.c    │        │
│   └───────┬───────┘                └───────┬───────┘        │
│           │                                │                │
│   Cy_AutAnalog_Init()         Cy_AutAnalog_SAR_ReadResult() │
│   Cy_AutAnalog_Start...()       (อ่าน result registers)      │
│      (config)                          │                    │
│           │                            │                    │
│           └────────────┬───────────────┘                    │
│                        │                                    │
│                        ▼                                    │
│   ┌─────────────────────────────────────────────┐           │
│   │         AAC Hardware Registers              │           │
│   │   (Shared Memory-Mapped Peripheral)         │           │
│   │                                             │           │
│   │  ┌──────────────┐   ┌──────────────┐        │           │
│   │  │ Config Regs  │   │ Result Regs  │        │           │
│   │  │ (CM33 writes)│   │ (CM55 reads) │        │           │
│   │  └──────────────┘   └──────────────┘        │           │
│   └─────────────────────────────────────────────┘           │
│                        │                                    │
│                        ▼                                    │
│              ┌─────────────────┐                            │
│              │  Potentiometer  │                            │
│              │     (P15_1)     │                            │
│              └─────────────────┘                            │
│                                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

2.2 ADC Value Ranges

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    ADC VALUE CONVERSION                     │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                             │
│   12-bit ADC:                                               │
│   ├── Raw: 0 to 4095 (2^12 - 1)                             │
│   ├── Percent: 0% to 100%                                   │
│   └── Voltage: 0V to 3.3V (VREF)                            │
│                                                             │
│   Conversion formulas:                                      │
│   ─────────────────────                                     │
│   percent = (raw * 100) / 4095                              │
│   voltage = (raw / 4095.0) * 3.3                            │
│                                                             │
│   Example: raw = 2048                                       │
│   ├── percent = (2048 * 100) / 4095 = 50%                   │
│   └── voltage = (2048 / 4095) * 3.3 = 1.65V                 │
│                                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

---

3. ฟังก์ชันสำคัญ

3.1 ADC API (aic-eec/sensors.h)

Function	Returns	Description
aic_sensors_init()	void	Initialize sensor subsystem
aic_adc_read(ch)	uint16_t	Raw ADC value (0-4095)
aic_adc_read_percent(ch)	uint8_t	Percentage (0-100)
aic_adc_read_voltage(ch)	float	Voltage (0.0-3.3V)

3.2 ADC Channels

typedef enum {
    AIC_ADC_CH0 = 0,    // Potentiometer
    AIC_ADC_CH_COUNT
} aic_adc_channel_t;

3.3 Read-only Slider

/* Make slider display-only */
lv_obj_remove_flag(slider, LV_OBJ_FLAG_CLICKABLE);

---

4. Code Example

4.1 Timer Callback

#define ADC_MAX 4095
#define ADC_VREF_MV 3300

static void adc_timer_cb(lv_timer_t * timer)
{
    /* Read REAL ADC value */
    uint16_t adc_value = aic_adc_read(AIC_ADC_CH0);

    /* Update slider (0-4095 range) */
    lv_slider_set_value(slider, adc_value, LV_ANIM_ON);

    /* Update bar (0-100% range) */
    int32_t pct = (adc_value * 100) / ADC_MAX;
    lv_bar_set_value(bar, pct, LV_ANIM_ON);

    /* Update labels */
    lv_label_set_text_fmt(raw_label, "Raw: %d", (int)adc_value);
    lv_label_set_text_fmt(pct_label, "%d%%", (int)pct);

    float voltage = ((float)adc_value / ADC_MAX) * (ADC_VREF_MV / 1000.0f);
    lv_label_set_text_fmt(volt_label, "Voltage: %.3f V", (double)voltage);
}

4.2 Initialization

void week3_ex8_hw_adc_display(void)
{
    aic_sensors_init();  // Initialize ADC

    /* Create read-only slider */
    slider = lv_slider_create(scr);
    lv_slider_set_range(slider, 0, ADC_MAX);
    lv_obj_remove_flag(slider, LV_OBJ_FLAG_CLICKABLE);  // Read-only

    /* Timer - update every 100ms */
    adc_timer = lv_timer_create(adc_timer_cb, 100, NULL);
}

---

5. องค์ความรู้และเทคนิค

5.1 UI Color Coding

/* Green for Raw value */
lv_obj_set_style_bg_color(slider, lv_color_hex(0x00FF00), LV_PART_INDICATOR);

/* Cyan for Percentage */
lv_obj_set_style_bg_color(bar, lv_color_hex(0x00FFFF), LV_PART_INDICATOR);

/* Yellow for Voltage (prominent) */
lv_obj_set_style_text_font(volt_label, &lv_font_montserrat_24, 0);

5.2 Smoothing ADC Reading

#define FILTER_SIZE 4
static uint16_t adc_buffer[FILTER_SIZE];
static int adc_index = 0;

uint16_t read_adc_filtered(void)
{
    adc_buffer[adc_index] = aic_adc_read(AIC_ADC_CH0);
    adc_index = (adc_index + 1) % FILTER_SIZE;

    /* Moving average */
    uint32_t sum = 0;
    for(int i = 0; i < FILTER_SIZE; i++) {
        sum += adc_buffer[i];
    }
    return sum / FILTER_SIZE;
}

---

6. แบบฝึกหัด

Exercise 1: Threshold Alarm

แสดงไอคอน/LED สีแดงเมื่อ ADC > 80%

Exercise 2: Min/Max Tracker

แสดงค่า Min และ Max ที่อ่านได้พร้อมปุ่ม Reset

---

7. References

• aic-eec Sensors API

• LVGL Slider Widget

• LVGL Bar Widget

---

Previous Lab: Lab 7: HW Button Status Next Lab: Lab 9: HW GPIO Dashboard