ADC

一、模数转换(ADC)概述

1.1 ADC 简介

ADC 通常指模拟/数字转换器，是指将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。合宙 Cat.1 模块 ADC 接口主要用来检测模拟电压信号量，用于电池电压检测，温湿度检测，TDS 检测等应用。

1.2 ADC 接口介绍

根据 Air780EP 产品手册内《 Air780EP_硬件设计手册_V1.3.3.pdf 》可知：

1. Air780EP 内部 ADC 接口精度为 12bits 外部直流分压为 0-3.4V 2. Air780EP 内部具有 2 个 ADC 接口，ADC0 -- AIO3 ，ADC1 -- AIO4 3. 两个特殊通道, CPU 内部温度 Temp -- adc.CH_CPU 主供电脚电压 VBAT -- adc.CH_VBAT

注意事项：设置分压(adc.setRange)要在 adc.open 之前设置，否则无效!! Air780EP 内部具有 2 个 ADC 接口，ADC0 和 ADC1，如下图红框所示：

1.3 输入电压的范围

Air780EP 关闭分压后，量程范围 0~1.1V 注意：外接输入电压切记不可超过量程，否则有烧毁风险！！！

adc.setRange(adc.ADC_RANGE_1_2) -- Air780EP 关闭 ADC0,1 分压电阻，范围 0~1.1V adc.setRange(adc.ADC_RANGE_3_8) -- Air780EP 开启 ADC0,1 分压电阻，范围 0~3.2V

二、演示功能概述

本章节演示了 Air780EP 内部 2 个 ADC 接口，以及 2 个特殊通道：CPU 内部温度 Temp -- adc.CH_CPU 主供电脚电压 VBAT -- adc.CH_VBAT 的使用教程。

1. 通过 adc.get()读取 ADC 的外部输入模拟电压，

注：启用分压后量程最高也只能到达3.2V，若想测量更高的外部电源电压，需要外接分压电阻，具体设计请参考ADC接口设计指导；本教程外部输入电压在3.2v以内，需要外部电源与模组共地，保持参考电压一致

2. 通过 adc.get(adc.CH_VBAT)读取供电电压 3. 通过 adc.get(adc.CH_CPU)读取 CPU 温度

三、准备硬件环境

参考：硬件环境清单第二章节内容，准备以及组装好硬件环境。

3.1 直流稳压电源

合宙功耗分析仪 Air9000P，淘宝购买链接：Air9000P 淘宝购买链接；

四、软件环境

“凡事预则立，不预则废。”在详细阐述本功能示例之前，我们需先精心筹备好以下软件环境。

1. Luatools工具；

2. 内核固件文件（底层core固件文件）：LuatOS-SoC_V2002_Air780EP；参考项目使用的内核固件；

3. luatos需要的脚本和资源文件

脚本和资源文件右键点我,另存为,下载完整压缩文件包

lib脚本文件：使用Luatools烧录时，勾选添加默认lib 选项，使用默认lib脚本文件；

准备好软件环境之后，接下来查看如何烧录项目文件到Air780EP核心板，将本篇文章中演示使用的项目文件烧录到Air780EP核心板中。

五、模数转换(ADC)软硬件资料

5.1 API 接口介绍

本教程使用 api 接口为：adc - 模数转换 - LuatOS 文档

六、代码示例介绍

6.1 读取 adc 外部输入模拟电压

6.1.1 代码介绍

adc.open(1)开启 ADC1 后，通过 adc.get(1)获取 ADC1 的输入模拟电压值。

adc.setRange(adc.ADC_RANGE_3_8) -- 启用分压
if adc.open(1) then
    log.info("adc", adc.get(1)) --单位为mv
end

6.1.2 运行结果展示

可以将 adc0/adc1 外接稳压电源供电，注意供电不可超过量程！（本示例启用分压后量程 0~3.2V)，本示例将 adc1 输入 3V（电源正极接adc1，负极接GND）,查看 Luatools的 log 如下(返回值单位为 mV):

本示例中直流稳压电源使用合宙 Air9000P，淘宝购买链接：Air9000P 淘宝购买链接

6.2 读取供电电压

6.2.1 代码介绍

-- 读取VBAT供电电压, 单位为mV
adc.open(adc.CH_VBAT)
local vbat = adc.get(adc.CH_VBAT)
adc.close(adc.CH_VBAT)

6.2.2 运行结果展示

通过下图可以看到，VBAT 端供电电压为 4.1V

6.3 读取 CPU 温度

6.3.1 代码介绍

-- 读取CPU温度, 单位为0.001摄氏度, 是内部温度, 非环境温度
adc.open(adc.CH_CPU)
local temp = adc.get(adc.CH_CPU)
adc.close(adc.CH_CPU)

6.3.2 运行结果展示

通过下图可以看到，模组 CPU 温度为 34 摄氏度

七、总结

本教程简单举例了如何读取 adc 输入电压、读取供电电压、读取 CPU 温度，除此之外，adc 可以将各种连续变化的模拟信号（如温度、湿度、压力、电压、电流等）转换为离散的数字信号，本模块内部 ADC 精度 12bits,对许多应用已经足够，如温湿度传感器、压力传感器、音频信号处理等，然而对于需要更高精度的应用，可以外挂更高精度的 ADC,如 16 位，24 位等。使用过程中需注意量程范围，不可超出量程。

扩展

常见问题

1. 为什么 ADC 输入 3V，读取模拟电压只有 1.1V？

未启用分压时，量程最高只能到达 1.1V，若想测量 3V，需启用分压。

2. ADC 测量电压来回跳变，为什么？

看外部输入电压是否与模块共地，正常情况需要共地，保持参考电压一致。

3. adc.read()和 adc.get()要用哪一个？

adc.read()返回两个值，一个原始值,一般没用,可以直接抛弃；另一个是从原始值换算得出的实际值，通常单位是 mV。（仅作了解，不建议使用） adc.get()返回的就是计算值，通常单位是 mV，推荐使用这个接口来获取电压值。

给读者的话

本篇文章由王世豪开发；

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