adc - 模数转换
作者:王城钧
一、概述
ADC，模拟到数字转换器（Analog-to-Digital Converter）,它是一种电子设备或模块,用于将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以便数字系统能够对其进行处理和分析。
关于 ADC 的常见指标有两个：
一个是电压输入范围，一个是分辨率；
对某一个确定的模组型号来说，其 ADC 分辨率指标是固定的（目前主流模组都是 12bit），但电压输入范围可能在不同条件上会有所调整，比如 Air780Exx 系列、Air8000 系列等；
特别注意！
合宙主流模组软件上对ADC都可以配置ADC_RANGE_MAX和ADC_RANGE_MIN两种量程
Air8000：adc.ADC_RANGE_MIN对应量程为0-1.5V，
adc.ADC_RANGE_MAX量程对应0-3.6V
Air780EPM/Air780EHM/Air780EHV/Air780EGH：adc.ADC_RANGE_MIN对应量程为0-1.5V，
adc.ADC_RANGE_MAX量程对应0-3.6V
Air8101：adc.ADC_RANGE_MIN对应量程为0-1.5V，
adc.ADC_RANGE_MAX量程对应0-2.4V
1.当被测电压最大值在1.5V以内，使用adc.ADC_RANGE_MIN；
2.当被测电压大于1.5V小于3.6V（8101小于2.4V），使用adc.ADC_RANGE_MAX,且不添加外部分压电路；
3.当被测量电压最高值在3.6v以上（8101在2.4V以上）时, 使用ADC_RANGE_MIN,且必须添加外部分压电路；
二、核心示例
1、核心示例是指：使用本库文件提供的核心 API，开发的基础业务逻辑的演示代码；
2、核心示例的作用是：帮助开发者快速理解如何使用本库，所以核心示例的逻辑都比较简单；
3、更加完整和详细的 demo，请参考 LuatOS 仓库 中各个产品目录下的 demo/adc
**local function adc_all_task**()
**while** 1 **do**
sys.wait(1000)--延时1S
adc.setRange(adc.ADC_RANGE_MIN)--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.open(0)--打开ADC通道0
**local** data0 = adc.get(0)--获取adc计算值，将获取到的值赋给data0
adc.close(0)--关闭ADC通道0
log.info("adc通道0", data0)--打印adc计算值
adc.open(1)--打开ADC通道1
**local** data1 = adc.get(1)--获取adc计算值，将获取到的值赋给data1
adc.close(1)--关闭ADC通道1
log.info("adc通道1", data1)--打印adc计算值
adc.open(2)--打开ADC通道2
**local** data2 = adc.get(2)--获取adc计算值，将获取到的值赋给data2
adc.close(2)--关闭ADC通道2
log.info("adc通道2", data2)--打印adc计算值
adc.open(3)--打开ADC通道3
**local** data3 = adc.get(3)--获取adc计算值，将获取到的值赋给data3
adc.close(3)--关闭ADC通道3
log.info("adc通道3", data3)--打印adc计算值
adc.open(adc.CH_CPU)--打开adc.CH_CPU通道
**local** data5 = adc.get(adc.CH_CPU)--获取adc.CH_CPU计算值，将获取到的值赋给data5
adc.close(adc.CH_CPU)--关闭adc.CH_CPU通道
log.info("CPU TEMP", data5)--打印adc.CH_CPU计算值
adc.open(adc.CH_VBAT)--打开adc.CH_VBAT通道
**local** data6 = adc.get(adc.CH_VBAT)--获取adc.CH_VBAT计算值，将获取到的值赋给data6
adc.close(adc.CH_VBAT)--关闭adc.CH_VBAT通道
log.info("VBAT", data6)--打印adc.CH_VBAT计算值
**end**
**end**
sys.taskInit(**adc_all_task**)
三、常量详解
核心库常量，顾名思义是由合宙 LuatOS 内核固件中定义的、不可重新赋值或修改的固定值，在脚本代码中不需要声明，可直接调用；
合宙模组的 adc 量程一些说明：
合宙主流模组软件上对ADC都可以配置ADC_RANGE_MAX和ADC_RANGE_MIN两种量程
Air8000：adc.ADC_RANGE_MIN对应量程为0-1.5V，
adc.ADC_RANGE_MAX量程对应0-3.6V
Air780EPM/Air780EHM/Air780EHV/Air780EGH：adc.ADC_RANGE_MIN对应量程为0-1.5V，
adc.ADC_RANGE_MAX量程对应0-3.6V
Air8101：adc.ADC_RANGE_MIN对应量程为0-1.5V，
adc.ADC_RANGE_MAX量程对应1.5-2.4V
1.当被测电压最大值在1.5V以内，使用adc.ADC_RANGE_MIN；
2.当被测电压大于1.5V小于3.6V（8101小于2.4V），使用adc.ADC_RANGE_MAX,且不添加外部分压电路；
3.当被测量电压最高值在3.6v以上（8101在2.4V以上）时, 使用ADC_RANGE_MIN,且必须添加外部分压电路；
合宙模组的 adc id 的一些说明：
Air8000：ADC0对应通道ID：0，ADC1对应通道ID：1，ADC2对应通道ID：2，ADC3对应通道ID：3
Air780EPM/Air780EHM/Air780EHV/Air780EGH：ADC0对应通道ID：0，ADC1对应通道ID：1，
ADC2对应通道ID：2，ADC3对应通道ID：3
Air8101：Air8101 内部具有 6 个 ADC 接口通道，
以ADC1对应通道ID：1为例，以此类推。
Air8101有ADC1，ADC2，ADC3，ADC4，ADC5，ADC6，ADC10，
ADC12，ADC13，ADC14，一共10路外部ADC；
这10路ADC复用的对应关系为：
ADC1 对应 ADC10；
ADC2 对应 ADC12；
ADC3 对应 ADC13；
ADC4 对应 ADC14；
ADC5 和 ADC6没有对应的其他ADC通道；
这里的对应关系如何理解呢？
以ADC1 对应 ADC10为例，意思是在Air8101内部，ADC1和ADC10是同一个ADC通道，
ADC1和ADC10不能同时使用；
adc.ADC_RANGE_MAX
常量含义：合宙主流模组ADC引脚的测量范围0-3.6V（Air8101的测量范围0-2.4V）
注意！仅适用于无外部分压电路的情况；
数据类型：number；
取值范围：14；
示例代码：adc.setRange(adc.ADC_RANGE_MAX)；
adc.ADC_RANGE_MIN
常量含义：合宙主流模组ADC引脚的测量范围0-1.5V
注意！适用于两种情况，一种是本身就小于1.5V无需外部分压电路，一种是本身大于1.5V需要外部分压电路；
数据类型：number；
取值范围：0；
示例代码：adc.setRange(adc.ADC_RANGE_MIN)；
CH_CPU
常量含义：CPU内部温度的通道id；
数据类型：number；
取值范围：-1；
示例代码：adc.open(adc.CH_CPU)；
adc.CH_VBAT
常量含义：VBAT供电电压的通道id；
数据类型：number；
取值范围：-2；
示例代码：adc.open(adc.CH_VBAT)；
四、函数详解
adc.open(id)
功能
打开 adc 通道
参数
id
参数含义：通道id,通常从0开始；
数据类型：number；
取值范围：参考第三章合宙模组的adc id的一些说明；
是否必选：必须传入此参数；
注意事项：暂无；
参数示例：0，1，2，3，adc.CH_CPU，adc.CH_VBAT；
返回值
local result = adc.open(id)
result
含义说明：表示返回结果，失败返回false，成功返回true；
数据类型：boolean；
取值范围：true或false；
注意事项：暂无；
返回示例：true；
示例
-- 打开adc通道4,并读取
if adc.open(3) then
log.info("adc", adc.read(3)) -- 返回值有2个, 原始值和计算值,通常只需要后者
log.info("adc", adc.get(3)) -- 返回值有1个, 仅计算值
end
adc.close(3) -- 若需要持续读取, 则不需要close, 功耗会高一点.
adc.setRange(range)
功能
设置 ADC 的测量范围
参数
range
参数含义：表示adc通道的量程的最大值；
数据类型：number；
取值范围：ADC_RANGE_MIN和ADC_RANGE_MAX，参考第三章合宙模组的adc量程一些说明；
是否必选：必须传入此参数；
注意事项：adc.CH_VBAT和adc.CH_CPU不需要设置量程，在模组正常工作时都可以正常测量；
参数示例：adc.ADC_RANGE_MAX，adc.ADC_RANGE_MIN；
返回值
nil
示例
adc.setRange(adc.ADC_RANGE_MIN)
adc.read(id)
功能
读取 adc 通道的原始值和计算值（启用分压后可超量程测电压，但不建议使用避免烧坏）
参数
id
参数含义：通道id,通常从0开始；
数据类型：number；
取值范围：参考第三章合宙模组的adc id的一些说明；
是否必选：必须传入此参数；
注意事项：暂无；
参数示例：0，1，2，3，adc.CH_CPU，adc.CH_VBAT；
返回值
local data0，data1 = adc.read(id)
data0
含义说明：adc原始值；
数据类型：number；
取值范围：当量程设置为adc.ADC_RANGE_MIN，最大可获取到4096（可超量程测量，但容易损坏ADC芯片)；
当量程设置为adc.ADC_RANGE_MAX，最大可测量到4096（可超量程测量，但容易损坏ADC芯片）；
（8101对应6058）（可超量程测量，但容易损坏ADC芯片）；
注意事项：暂无；
返回示例：暂无；
data1
含义说明：从原始值换算得出的实际值，单位是mV；
数据类型：number；
取值范围：当量程设置为adc.ADC_RANGE_MIN，最大可获取到1.5V（可超量程测量，但容易损坏ADC芯片)；
当量程设置为adc.ADC_RANGE_MAX，最大可测量到3.6V（8101对应2.4V）；
（可超量程测量，但容易损坏ADC芯片)；
注意事项：暂无；
返回示例：暂无；
示例
local function adc_task()
while 1 do
sys.wait(1000)--延时1S
adc.setRange(adc.ADC_RANGE_MIN)--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.open(0)--打开ADC通道1
local data0,data1 = adc.read(0)--获取adc的原始值和计算值，将获取到的值赋给data0，data1
adc.close(0)--关闭ADC通道1
log.info("adc通道0", data0,data1)--打印adc计算值
end
end
sys.taskInit(adc_task)
adc.get(id)
功能
获取 adc 计算值（启用分压后可超量程测电压，但不建议使用避免烧坏）
参数
id
参数含义：通道id，从0开始；
数据类型：number；
取值范围：参考第三章合宙模组的adc id的一些说明；
是否必选：必须传入此参数；
注意事项：暂无；
参数示例：0，1，2，3，adc.CH_CPU，adc.CH_VBAT；
返回值
local data = adc.get(id)
data
含义说明：单位是mV, 如果是adc.CH_CPU通道会返回温度值,单位千分之一摄氏度，若读取失败,会返回-1；
数据类型：number；
取值范围：当量程设置为adc.ADC_RANGE_MIN，最大可获取到1.5V（可超量程测量，但容易损坏ADC芯片)； 当量程设置为adc.ADC_RANGE_MAX，最大可测量到3.6V（8101对应2.4V） （可超量程测量，但容易损坏ADC芯片)；，
当量程设置为adc.ADC_RANGE_MAX，最大可测量到3.6V（8101对应2.4V）；
（可超量程测量，但容易损坏ADC芯片)；
对于温度测量，最大值为66.2摄氏度；
注意事项：启用分压后可超量程测电压，但不建议使用避免烧坏；
返回示例：暂无；
示例
local function adc_task()
while 1 do
sys.wait(1000)--延时1S
adc.setRange(adc.ADC_RANGE_MIN)--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.open(0)--打开ADC通道1
local data = adc.get(0)--获取adc计算值，将获取到的值赋给data
adc.close(0)--关闭ADC通道1
log.info("adc读出值", data)--打印adc计算值
end
end
sys.taskInit(adc_task)
adc.close(id)
功能
关闭 adc 通道
若需要持续读取, 则不需要 close, ADC 工作时的功耗大概是 400uA 左右；
若不需要持续读取，则需要 close，否则 ADC 通道将浪费至少 400uA 左右；
参数
id
参数含义：通道id，从0开始；
数据类型：number；
取值范围：参考第三章合宙模组的adc id的一些说明；
是否必选：必须传入此参数；
注意事项：暂无；
参数示例：0，1，2，3，adc.CH_CPU，adc.CH_VBAT；
返回值
nil
示例
adc.close(1)
五、产品支持说明
支持 LuatOS 开发的所有产品都支持 adc 核心库。