ADC实验
前言
本章将介绍machine模块中的ADC类。通过本章的学习，读者将学习到machine模块中ADC类的使用。
ADC介绍
1，ADC 简介
生活中接触到的大多数信息是随着时间连续变化的物理量，如声音、温度、压力等。表达这些信息的电信号，称为模拟信号（Analog Signal）。为了方便存储、处理，在计算机系统中，都是数字0和1信号，将模拟信号（连续信号）转换为数字信号（离散信号）的器件就叫模数转换器（Analog-to-Digital Convert，ADC）。ADC转换器可分为：并行比较型A/D转换器(FLASH ADC)、逐次比较型A/D转换器(SARADC)和双积分式A/D转换器(Double Integral ADC)。A/D转换过程通常为4步：采样、保持、量化和编码，如下图所示。
采样：把时间连续变化的信号变换为时间离散的信号。
保持：保持采样信号，使有充分时间转换为数字信号。
量化：把采样保持电路的输出信号用单位量化电压的整数倍表示。
编码：把量化的结果用二进制代码表示。
2，RP2350A ADC介绍
RP2350A的ADC（模数转换器）模块支持多通道模拟输入，主要特性包括：
- 12位SAR ADC：逐次逼近型架构，支持单端输入。
- 4个模拟输入通道：QFN-60封装的GPIO26-29（ADC0-3）。
- 采样率：最高1MSPS（兆样本每秒）。
- 参考电压：内部固定1.2V或外部参考电压（需通过ADC_CTRL配置）。
- 温度传感器：集成温度测量功能，精度±2℃（典型值）。
ADC模块介绍
概述
RP2350 的 PWM 模块包含 12 个相同的切片。每个切片可以驱动两个 PWM 输出信号，或测量输入信号的频率或占空比。每个切片上的两个输出具有相同的周期，占空比可以独立变化。
API描述
ADC类位于machine模块下，ADC类提供了一个模数转换器的接口，代表了一个可以采样连续电压并将其转换为离散值的单端点。
构造函数
adc = ADC(id,...)
【参数】
- id：启用ADC功能的引脚号，为pin对象
read_u16
读取ADC对应引脚的电压模拟值
【参数】
无
【返回值】
返回0-66535范围内的整数
更多用法请阅读MicroPython官方API手册：
https://docs.micropython.org/en/latest/library/machine.ADC.html#machine.ADC
硬件设计
例程功能
- 启用ADC0引脚的GPIO26的ADC功能，然后通过该引脚连接测试点测试电压值，同时在屏幕上显示。
硬件资源
-
正点原子1.14寸SPI LCD模块
LCD_BL - GPIO25
LCD_DC - GPIO8
SPI_MOSI - GPIO11
SPI_SCK - GPIO10
LCD_CS - GPIO9
-
ADC
ADC0 - CPIO26
原理图
本章实验内容，主要讲解RP2350A内部ADC模块的使用，无需关注原理图。
实验代码
from machine import ADC,Pin
import LCD,time
"""
* @brief ADC取平均值
* @param times：次数
* @retval 返回：ADC平均值
"""
def adc_get_result_average(times):
temp_val = 0
for i in range(0,times):
temp_val += adc.read_u16()
return temp_val / times
"""
* @brief 程序入口
* @param 无
* @retval 无
"""
if __name__ == '__main__':
lcd = LCD.LCD_init()
adc = ADC(Pin(26))
lcd.string("ATK-DNRP2350AM", 10, 10, lcd.red)
lcd.string("ADC TEST", 10, 30, lcd.red)
lcd.string("ATOM@ALIENTEK", 10, 50, lcd.red)
while True:
# 读取ADC值
adcdata = adc_get_result_average(20)
# 转换为电压值
number = float(adcdata * (3.3 / 65535))
print("ADC:{} V".format(number))
lcd.hcolor_fill(10, 70, 20 * 8, 16, lcd.white)
lcd.string("ADC:{} V".format(number), 10, 70, lcd.red) # 显示ADC读取的电压值
lcd.display()
time.sleep(1)
可以看到，首先声明函数adc_get_result_average(times)，用于获取times次ADC采集的平均值，这样可以让ADC读取的值更精确稳定，然后在入口函数main构建lcd对象和adc对象，接着在屏幕显示实验信息，最后在一个while循环不断转换ADC读取的模拟值，转化为电压值，并在屏幕上显示。
运行验证
将DNRP2350AM开发板连接到Thonny，然后添加需要运行的实验例程，并点击Thonny左上角的“运行当前脚本”绿色按钮后，此时，GPIO26引脚悬空，可以看到屏幕上显示ADC电压约为0V，如果将GPIO26接入板子上的3.3V，此时屏幕显示约3.3V，和理论结果一致。