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02 ADC

作者：王城钧　|　最后修改：2026-07-22

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 硬件产品中的 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

Air8201G基于Air780EGH模组，所以看Air780EGH的手册即可；

根据 Air780EGH 产品手册可知：

  1. Air780EGH 内部 ADC 接口精度为 12bits
  2. Air780EGH 内部具有 4 个 ADC 接口，ADC0 ~ ADC3
  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!!

1.3 输入电压的范围

Air780EGH 关闭分压后，量程范围 0~3.3V 注意：外接输入电压切记不可超过量程，否则有烧毁风险！！！

>-- 设置ADC引脚的测量范围0-3.3V，这种方式被测电压不可经过外部电阻分压后再挂在ADC上；  
> adc.setRange(adc.ADC_RANGE_MAX) 

> -- 设置ADC引脚的测量范围0-1.5V，这种方式被测电压可以经过外部电阻分压后再挂在ADC上；  
> adc.setRange(adc.ADC_RANGE_MIN)

-- 说明：  
-- 当被测量电压最高值在1.5v以内时, 推荐使用ADC_RANGE_MIN,且不添加外部分压电路；   
-- 当被测量电压最高值在3.3v以内时, 推荐使用ADC_RANGE_MAX,且不添加外部分压电路；  
-- 当被测量电压最高值在3.3v以上时, 推荐使用ADC_RANGE_MIN,且必须添加外部分压电路；

二、演示功能概述

由于Air8201G板子未引出4个普通adc接口，所以本章节仅演示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(id)读取4个普通ADC接口的外部输入模拟电压

注意：启用分压后可超量程测电压，但不建议使用避免烧坏，
     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3.3v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VBAT电压

3.通过 adc.get(adc.CH_CPU)读取 CPU 温度

三、准备硬件环境

1、Air8201H 开发板一块 + 可上网的 sim 卡一张 +4g 天线一根；

2、TYPE-C USB 数据线一根；

TYPE-C USB 数据线直接插到板子的 TYPE-C USB 座子，另外一端连接电脑 USB 口；

四、软件环境

在开始实践本示例之前，先筹备一下软件环境：

1.烧录工具： Luatools 工具；

2.内核固件：Air8201G固件(基于Air780EGH)

3.LuatOS 需要的脚本和资源文件

脚本和资源文件：https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/module/Air8201/demo/adc

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

5.2 ADC 硬件设计

ADC 硬件设计参考：adc - 硬件设计

六、代码示例介绍

6.1 读取供电电压

6.1.1 代码介绍

-- VBAT通道采集处理
adc.open(adc.CH_VBAT)
for _ = 1, num_samples do
    table.insert(samples[5], adc.get(adc.CH_VBAT))
end
adc.close(adc.CH_VBAT)
process_channel(samples[5], "VBAT")

6.1.2 运行结果展示

通过下图可以看到，VBAT 端供电电压平均为 3.74V

6.2 读取 CPU 温度

6.2.1 代码介绍

-- CPU温度通道采集处理
adc.open(adc.CH_CPU)
for _ = 1, num_samples do
    table.insert(samples[4], adc.get(adc.CH_CPU))
end
adc.close(adc.CH_CPU)
process_channel(samples[4], "CPU TEMP")

6.2.2 运行结果展示

通过下图可以看到，模组 CPU 平均温度为 32.5 摄氏度

6.3 数据处理函数

当通道样本数大于 2 时，先对样本升序排序并剔除首尾极值，计算剩余样本的平均值，最后根据标签（如 CPU 温度或电压）格式化输出带单位的处理值及总样本数，否则记录样本不足。

local function process_channel(channel_samples, tag)
    if #channel_samples > 2 then
        -- 升序排序
        table.sort(channel_samples)

        -- 创建剔除极值后的新数组
        local trimmed = {}
        for i = 2, #channel_samples-1 do
            table.insert(trimmed, channel_samples[i])
        end

        -- 计算平均值
        local sum = 0
        for _, v in ipairs(trimmed) do
            sum = sum + v
        end
        local avg_value = sum / #trimmed

        -- 根据tag进行不同处理  
        if tag == "CPU TEMP" then  
            log.info(tag, string.format("温度值: %.2f ℃(样本数:%d)", avg_value/1000, #trimmed+2))  
        else  
            log.info(tag, string.format("处理值: %.2f mV (样本数:%d)", avg_value, #trimmed+2)) 
        end  

        -- -- 格式化输出
        -- log.info(tag, string.format("处理值: %.2f mV (样本数:%d)", avg_value, #trimmed+2))
    else
        log.info(tag, "样本不足无法处理")
    end
end

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。 已经完全领悟 ADC 的逻辑了，快来实际操作一下吧！

常见问题

1.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。

2.adc.read()和 adc.get()要用哪一个?

使用 adc.get()，adc.read()不使用。 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。

adc.read()的第一个返回值，没有意义，不做解释，第二个返回值与adc.get()的返回值一样为计算值，故推荐使用adc.get()。

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