ESP32 - ULP 协处理器在deepsleep模式下读片内温度传感器 arduino 实现汇编方法

kindzhon · 发表于 2020-12-16 11:19:39

ESP32 在deepsleep下也可以工作，还可以控制GPIO，这个对电池供电设备尤为重要。但ULP只能用汇编，非常麻烦，
这里介绍了Arduino IDE ESP32 下 ULP 协处理器如何在低功耗模式下读片内温度传感器 TSENS例子，和如何建立Arduino 的汇编编程环境。

一、片内温度传感器

ESP32 芯片内内置了温度传感器，其温度测量范围在 -40℃ 到 125℃ 之间，通过测量周围环境(例如 WiFi 电路)产生的热量，可以大致评估系统的负荷散热以及环境温度情况。
需要指出的是，由于制程工艺偏差的原因，每片芯片的温度电压特性可能有差异，因此，温度传感器的主要应用场景为测量温度的变化量，而非温度的绝对值。需要说明，TSENS 值是一个字节，范围是 0 - 255，其数值变化和环境温度变化近似成线性关系，用户需要自己定义和测量其对应的外界温度值。

二、温度传感器读取示例

本例子 ULP 协处理器每隔 3 S 唤醒一次，唤醒后在低功耗模式下通过 TSENS 指令读取片内温度传感器数值，然后唤醒主 CPU 打印出获取的数值，并再次进入 DeepSleep 状态。
下图演示的是，用拇指和食指捏住 Core Board ，通过 PCB 板将手指热量传递到芯片，最终终端打印数值从 144 变化到 149 （注：对于不同的芯片这个数值可能是不一样的）。

#include "esp_sleep.h"
#include "nvs.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "soc/rtc_cntl_reg.h"
#include "soc/rtc_io_reg.h"
#include "soc/sens_reg.h"
#include "soc/soc.h"
#include "soc/soc_ulp.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/rtc_io.h"
#include "esp32/ulp.h"
#include "ulp_main.h"
#include "ulptool.h"
extern const uint8_t ulp_main_bin_start[] asm("_binary_ulp_main_bin_start");
extern const uint8_t ulp_main_bin_end[] asm("_binary_ulp_main_bin_end");
static void init_ulp_program()
{
esp_err_t err = ulptool_load_binary(0, ulp_main_bin_start,(ulp_main_bin_end - ulp_main_bin_start) / sizeof(uint32_t));
ESP_ERROR_CHECK(err);
/* Set ULP wake up period to 3s */
ulp_set_wakeup_period(0, 3*1000*1000);
}
static void print_tsens()
{
Serial.printf("ulp_tsens_value:%d.\r\n",(uint16_t)ulp_tsens_value);
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
esp_sleep_wakeup_cause_t cause = esp_sleep_get_wakeup_cause();
if (cause != ESP_SLEEP_WAKEUP_ULP) {
Serial.printf("Not ULP wakeup, initializing ULP\n");
init_ulp_program();
} else {
Serial.printf("ULP wakeup, printing temperature sensor value\n");
print_tsens();
}
Serial.printf("Entering deep sleep\n\n");
/* Start the ULP program */
ESP_ERROR_CHECK( ulp_run((&ulp_entry - RTC_SLOW_MEM) / sizeof(uint32_t)));
ESP_ERROR_CHECK( esp_sleep_enable_ulp_wakeup() );
esp_deep_sleep_start();
}
void loop() {
// not used
}

复制代码

三、安装汇编和ULP环境

[tr]下载此存储库的最新版本并解压缩->[color=var(--color-text-link)]Https://github.com/duff2013/ulptool/releases/latest[tr]删除发布版本号，文件夹改为“ulptools”
[tr]下载并解压最新预编译的二进制文件-esp32ulp工具链，用于Mac/Linux/Windows：[color=var(--color-text-link)]Https://github.com/espressif/binutils-esp32ulp/releases/latest，Windows下[color=var(--color-text-link)]binutils-esp32ulp-win32-2.28.51-esp-20191205.zip
[tr]找到Arduino IDE使用的Arduino-esp 32核心目录：
Typically (Mac OS) -> ~/Library/Arduino15/packages/esp32 Typically (Windows) -> C:\Users\<USERNAME>\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32 Typically (Linux) -> ~/.arduino15/packages/esp32
[tr]移动[tr][tr]ulptool下载并解压缩到此处的Tools文件夹->./esp 32/tools/ulptools/.
[tr]将‘platform.local.txt’文件复制到./ESP 32/[tr]hardware/esp 32/1.0.0/[tr]。记住1.0.0[tr]必须匹配您的esp 32核心版本。
[tr]在[tr=rgb(247, 238, 255)]ulptool文件夹中，移动或复制./ulptools/src/ulp_[tr][tr]examples文件夹到Arduino保存程序的地方。
[tr]移动Esp32ulp-[tr]elf-binutils[tr]下载并解压缩到->的文件夹./esp32/tools/ulptool/src/esp32ulp-elf-binutils/.