内部温度传感器实验
前言
本章，我们将介绍RP2350A的内部温度传感器并使用它来读取温度值，然后在LCD模块上显示出来。
内部温度传感器简介
温度传感器生成一个随温度变化的电压。内部ADC将传感器电压转化为一个数字量。温度传感器的测量范围为–20 °C 到110 °C。温度传感器适用于监测芯片内部温度的变化，该温度值会随着微控制器时钟频率或IO负载的变化而变化。一般来讲，芯片内部温度会高于外部温度。ESP32-S3温度传感器相关内容，请看《esp32-s3_technical_reference_manual_cn.pdf》技术手册39.4章节。 温度传感器的输出值需要使用转换公式转换成实际的温度值 (°C)。转换公式如下： T(°C) = 0.4386 * VALUE –27.88 * offset –20.52 其中 VALUE 即温度传感器的输出值，offset 由温度偏移决定。温度传感器在不同的实际使用环境（测量温度范围）下，温度偏移不同，见下表所示。
| 测量范围（°C） | 温度偏移（°C） |
|---|---|
| 50 ~ 110 | -2 |
| 20 ~ 100 | -1 |
| -10 ~ 80 | 0 |
| -15 ~ 50 | 1 |
| -20 ~ 20 | 2 |
硬件设计
例程功能
- 本章实验功能简介：通过ADC的通道读取RP2350A内部温度传感器的电压值，并将其转换为温度值，最终通过串口打印该值。
硬件资源
- LED: GPIO3
- UARTR: uart0
- 内部温度传感器 通道4
原理图
本章实验使用的ADC为RP2350A的片上资源，因此并没有相应的连接原理图。
程序设计
内部温度传感器函数解析
PICO-SDK提供了丰富的ADC接口函数，开发者可以在pico-sdk\src\rp2_common\hardware_adc路径下找到相关的adc.c和adc.h文件。在adc.h头文件中，你可以找到RP2350A的所有ADC函数定义。部分函数在之前的ADC章节中，作者已经详细介绍过，因此不再赘述。
从FIFO获取ADC结果
该函数是一个静态内联函数，其作用是从 ADC（模拟 - 数字转换器）的 FIFO（先进先出）缓冲区中获取转换后的数字值。静态内联函数的好处在于它可以避免函数调用的开销，提高代码的执行效率。其函数原型如下所示：
inline uint16_t adc_fifo_get(void)
【参数】
无
【返回值】
- (uint16_t)adc_hw->fifo：将转换后的 adc_hw->fifo 的值作为函数的返回值返回。
内部温度传感器驱动解析
在SDK版本的10_2_internal_temperature例程中，作者在10_2_internal_temperature\BSP路径下新增了一个SENSOR文件夹，用于存放sensor.c和sensor.h这两个文件。其中，sensor.h文件负责声明LCD相关的函数和变量，sensor.c 文件则实现了SENSOR的驱动代码。下面，我们将解析这两个文件的实现内容。
1，sensor.h文件
#define ADC_ADCX_CH 4
#define ADC_GPIO_PIN 29
/* 函数声明 */
void sensor_inter_init(void); /* 初始化ADC */
2，sensor.c文件
/**
* @brief 初始化内部温度传感器
* @param 无
* @retval ESP_OK:初始化成功
*/
void sensor_inter_init(void)
{
adc_init();
adc_set_temp_sensor_enabled(true);
adc_select_input(ADC_ADCX_CH);
}
初始化内部温度传感器后，再将温度传感器使能以获取传感器数据，最终以返回值的形式将数据返回到数据处理的函数。
CMakeLists.txt文件
打开本章节的实验（10_2_internal_temperature），在整个工程文件下包含了一个CMakeLists.txt文件。关于该实验的CMakeLists.txt文件的具体内容与上一章节并没有什么太大的不同，因此不再赘述。
实验应用代码
打开main.c文件，该文件定义了工程入口函数，名为main。该函数代码如下。
/**
* @brief 显示实验信息
* @param 无
* @retval 无
*/
void rp2350a_show_mesg(void)
{
/* 串口输出实验信息 */
printf("\n");
printf("********************************\r\n");
printf("RP2350A\r\n");
printf("ADC internal_temperature Test\r\n");
printf("ATOM@ALIENTEK\r\n");
printf("********************************\r\n");
printf("\r\n");
}
/**
* @brief 程序入口
* @param 无
* @retval 无
*/
int main()
{
float voltage = 0;
float data_tmp = 0;
float conversion_factor = 3.3f / (1 << 12);
stdio_init_all(); /* 初始化标准库 */
led_init(); /* 初始化LED */
rp2350a_show_mesg(); /* 显示实验信息 */
sensor_inter_init(); /* 初始化温度传感器 */
while (1)
{
voltage = adc_read() * conversion_factor; /* 数值转换为电压 */
data_tmp = 27 - (voltage - 0.706) / 0.001721;
printf("%.2fC\n", data_tmp);
LED_TOGGLE(); /* LED翻转函数 */
sleep_ms(1000);
}
}
从上面的代码中可以看出，在初始化完内部传感器后，便通过串口显示一些本实验的相关信息，随后便每间隔1000毫秒打印一次温度数据。
下载验证
将程序下载到开发板后，实验内容如下图所示：
大家可以看看你的温度值与实际是否相符合（因为芯片会发热，所以一般会比实际温度偏高）？