UIAPduinoでADC

March 4, 2026

先日，UIAPduinoでserialとi2cを使ったら，flashの容量オーバーになってしまった．一方，serialとADCを使った適当なプログラムをコンパイルしたら，9kバイト程度だったので，これなら十分にflashに書き込めた．少し戸惑ったのがピンの指定で，例えば，analogRead(1)だと，ピン番号が1のA0では無くA1になるようだ． analogRead(A1)などとしても動くのだろうが，内部ではA1は0xc1などと表されているようだ．

ADCを使うプログラムなら，容量が小さくできるch32funやAlexanderManderaさんの環境を使わずにすむのだが，それらではどの位のサイズになるのか知りたくなるものである．しかし，AlexanderManderaさんの環境では，ADCは実装されていない．仕方が無いので，自分で書いてみた．

以下の内容の~/.arduino15/packages/alexandermandera/hardware/wch/0.0.2/cores/arduino/wiring_analog.cppというファイルを作る．

#include "Arduino.h"
#include "ch32v003fun.h"
#include "wiring_private.h"
static int write_resolution = 8;
static int read_resolution = 10;
void analogWrite(pin_size_t pin, int val){}
void analogWriteResolution(int bits){}
int analogRead(pin_size_t pin)
{
  uint8_t adc2gpio[] = {0,0,2,3,3,3,3,3};
  uint8_t adc2pin[] = {2,1,4,2,3,5,6,4};
  uint8_t gpio = adc2gpio[pin & 0x07];
  GPIO_TypeDef* port = gpioRegister(gpio);
  uint8_t p = adc2pin[pin & 0x07];
  // ADCCLK = 24 MHz => RCC_ADCPRE = 0: divide by 2
  RCC->CFGR0 &= ~(0x1F<<11);
  // Enable GPIO* and ADC
  RCC->APB2PCENR |= (0x04 << gpio) | RCC_APB2Periph_ADC1;
  // P*p is analog input chl n
  port->CFGLR &= ~(0xf<<(4*p));	// CNF = 00: Analog, MODE = 00: Input
  // Reset the ADC to init all regs
  RCC->APB2PRSTR |= RCC_APB2Periph_ADC1;
  RCC->APB2PRSTR &= ~RCC_APB2Periph_ADC1;
  // Set up single conversion on chl n
  ADC1->RSQR1 = 0;
  ADC1->RSQR2 = 0;
  ADC1->RSQR3 = pin;	// 0-9 for 8 ext inputs and two internals	
  // set sampling time for chl n
  ADC1->SAMPTR2 &= ~(ADC_SMP0<<(3*pin));
  ADC1->SAMPTR2 |= 7<<(3*pin);	// 0:7 => 3/9/15/30/43/57/73/241 cycles
  // turn on ADC and set rule group to sw trig
  ADC1->CTLR2 |= ADC_ADON | ADC_EXTSEL;	
  // Reset calibration
  ADC1->CTLR2 |= ADC_RSTCAL;
  while(ADC1->CTLR2 & ADC_RSTCAL);	
  // Calibrate
  ADC1->CTLR2 |= ADC_CAL;
  while(ADC1->CTLR2 & ADC_CAL);
  // start sw conversion (auto clears)
  ADC1->CTLR2 |= ADC_SWSTART;	
  // wait for conversion complete
  while(!(ADC1->STATR & ADC_EOC));
  // get result
  return ADC1->RDATAR;
}
void analogReadResolution(int bits){read_resolution = bits;}
int getAnalogReadResolution(){return read_resolution;}

そして，wiring_digital.cpp中で定義されているgpioRegisterをwiring_private.hに移した． gpioForPinやgpioPinも移しても良い気がするけど，今回は必要無いので，そのままにしておいた．このコードは，ch32funのadc_polled.cを元に作ったものなのだが，動作は確認したが，十分な検討をしていないので，何か不具合はあるかも知れない．ちなみにこの環境では，A1はPA1のことを意味しており，0番ピンという意味になって，analogRead(A1)とすると，A0の値が読まれるというようなことになるだろうから，A1などの表記は使わない方が良いだろう．また，pinに7よりも大きい数字を指定した場合には，変な動作になる可能性があったので，pin&0x07としておいた． pin%9などの方が良いかも．

先と同じコードをコンパイルしたら，2.4kバイトになった．やはり，1/4程度である． UIAPduinoを使っていると，この環境は有用に思えてくるのだが，以前も書いたように，ADCやPWMやSPI が使えず，i2cはWireでない手法でのみ使える．今回，ADCが一応使えるようになったので，欠点は少し減ったかも知れないが，まだまだ改良の余地がある．自分が新たな機能を使う度に，書き足して行けばいいのかな． Arduinoとch32funに詳しい人が，参入してくれないかな．