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ADC(电压测量)

前言

ADC(analog to digital conversion) 模拟数字转换。意思就是将模拟信号转化成数字信号,由于单片机只能识别二级制数字,所以外界模拟信号常常会通过ADC转换成其可以识别的数字信息。常见的应用就是将变化的电压转成数字信号实现对电压值测量。

实验目的

学习ADC编程。

实验讲解

核桃派PicoW有2路12位精度的ADC,支持多个通道(引脚)输入:

ESP32-S3的ADC默认量程为0-1V(0-4095),但芯片内部集成了衰减器,最大支持11dB衰减,通过配置衰减器可以将量程提升至3V左右。我们来看看ADC模块的构造函数和使用方法。

RTC对象

构造函数

adc = machine.ADC(Pin(id))

构建ADC对象,ADC引脚对应如下:

  • Pin(id) :支持ADC的Pin对象,如:Pin(9) , Pin(11)。

使用方法

adc.read()

获取ADC值,测量精度是12位,返回0-4095(对应电压0-1V)。


adc.atten(attenuation)

配置衰减器。配置衰减器能增加电压测量范围,以牺牲精度为代价的。

  • attenuation :衰减设置。
    • ADC.ATTN_0DB :0dB衰减,最大测量电压1.00V。(默认配置)
    • ADC.ATTN_2_5DB : 2.5dB 衰减, 最大输入电压约为 1.34v;
    • ADC.ATTN_6DB :6dB 衰减, 最大输入电压约为 2.00v;
    • ADC.ATTN_11DB :11dB 衰减, 最大输入电压约为3.3v

你没看错,就这么简单,两句函数就可以获得ADC数值。我们将在本实验使用11DB衰减以获得量程0-3.3V。让我们来理顺一下编程逻辑。先导入相关模块,然后初始化模块。在循环中不断读取ADC的值,转化成电压值后,每隔300毫秒读取一次,具体如下:

更多用法请阅读官方文档:
https://docs.micropython.org/en/latest/esp32/quickref.html#adc-analog-to-digital-conversion


熟悉RTC使用方法后,我们通过代码实现首次上电如果检测到未设置时间可以先设置时间,然后周期打印获取的时间信息,代码编程流程图如下:

参考代码

'''
实验名称:ADC-电压测量
版本:v1.0
作者:WalnutPi
说明:通过对ADC数据采集,转化成电压在显示屏上显示。ADC精度12位(0~4095),测量电压0-3.3V。
'''

#导入相关模块
from machine import Pin,SoftI2C,ADC,Timer

#构建ADC对象
adc = ADC(Pin(9)) #使用引脚9
adc.atten(ADC.ATTN_11DB) #开启衰减器,测量量程增大到3.3V

def ADC_Test(tim):

#打印ADC原始值
print(adc.read())

#计算电压值,获得的数据0-4095相当于0-3.3V,('%.2f'%)表示保留2位小数
print('%.2f'%(adc.read()/4095*3.3) +'V')


#开启定时器
tim = Timer(1)
tim.init(period=300, mode=Timer.PERIODIC, callback=ADC_Test) #周期300ms

实验结果

在Thonny IDE运行代码:

adc

通过杜邦线将核桃派PicoW引脚9和GND短接,可以看到测量到的电压为0V:

adc

adc

通过杜邦线将核桃派PicoW引脚9和3.3V短接,可以看到测量到的电压为3.3V:

adc

adc

警告

ADC测量输入电压请勿大于3.3V,有可能烧坏主控芯片。