ESP32 学习笔记（五）ADC 实验

概念

什么是模拟信号，什么是数字信号。

模拟信号（Analog Signal）：模拟信号是连续变化的量或者信号，生活中接触到的信号基本都是模拟信号，温度变化，天体运动等等，这些都是连续的信息，都是模拟信号。模拟信号，简单的说就是用电信号模拟出其他的信号，比如用电信号模拟出图像，模拟出声音的声波。

数字信号（Digital Signal）：数字信号是时间离散、数值离散的信号，数字信号存在采样，还存在量化，只能取到一些不连续的固定值，这也是数字信号和模拟信号之间可以进行相互转换的原因。所以，总结就是模拟信号时间连续，幅值连续，数字信号时间离散，幅值离散。模拟电路就是使用、处理模拟信号的电路；数字电路就是使用、处理数字信号的电路。

ADC（Analog to Digital Converter）即模数转换器，它可以将模拟信号转换为数字信号。由于单片机只能识别二进制数字，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号。常见的应用就是将变化的电压转成数字信号。

电路设计

代码

在串口监视器显示 analogRead() 模拟输入我们可以先在串口监视器中，打印一下读取到的 analogRead() 的值，这里需要使用到 Arduino 内置的串口函数：Serial.begin()：设置通信波特率，一般使用 9600，这样就可以在串口监视器中直接打印出来内容；Serial.println()：在串口屏中打印内容。

串口监视器位置：工具-串口监视器，波特率设置为9600

#define POT 26


// 初始化电位计输入信号
int pot_value;


void setup() {
    // 设置串口通信波特率 9600
    Serial.begin(9600);
    pinMode(POT, INPUT);
}

void loop() {
    // 读取电位计模拟输入值
    pot_value = analogRead(POT);
    // 打印模拟值在串口屏上
    Serial.println(pot_value);
    delay(50);
}

使用 analogRead() 调节 LED 亮度

#define POT 26
#define LED 13

// variable for storing the potentiometer value
int pot_value;
int led_value;

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    pinMode(POT, INPUT);
    pinMode(LED, OUTPUT);
}

void loop() {
    // 读取电位计模拟输入值
    pot_value = analogRead(POT);
    // 把电位计模拟输入值转换为 LED 的模拟输出值。
    led_value = pot_value / 16;
    analogWrite(LED, led_value);
    delay(50);
}

使用 ADC 模拟通道输入

analogReadResolution(resolution)：设置样本位和分辨率。它可以是一个介于 9(0 - 511)和 12 位(0 - 4095)之间的值。默认是 12 位分辨率。

analogSetWidth(width)：设置样本位和分辨率。它可以是一个介于 9(0 - 511)和 12 位(0 - 4095)之间的值。默认是 12 位分辨率。

analogSetCycles(cycles)：设置每个样本的循环次数。默认是 8。取值范围：1 ~ 255。

analogSetSamples(samples)：设置范围内的样本数量。默认为 1 个样本。它有增加灵敏度的作用。

analogSetClockDiv(attenuation)：设置ADC时钟的分压器。默认值为1。取值范围:1 ~ 255。

adcAttachPin(pin)：附加一个引脚到 ADC(也清除任何其他模拟模式可能是 on)。返回TRUE或FALSE结果。

analogSetAttenuation(attenuation)：设置所有 ADC 引脚的输入衰减。默认是 ADC_11db。其他取值:

1. ADC_0db: 集没有衰减。ADC 可以测量大约 800mv (1V 输入 = ADC 读数 1088)。
2. ADC_2_5db: ADC 的输入电压将被衰减，扩展测量范围至约。1100 mV。(1V 输入 = ADC 读数 3722)。
3. ADC_6db: ADC 的输入电压将被衰减，扩展测量范围至约。1350 mV。(1V 输入= ADC 读数 3033)。
4. ADC_11db: ADC 的输入电压将被衰减，扩展测量范围至约。2600 mV。(1V 输入= ADC 读数 1575)。

analogSetPinAttenuation(pin, attenuation)：设置指定引脚的输入衰减。默认是 ADC_11db。衰减值与前一个函数相同。

#define POT       26
#define LED       13
#define CHANNEL   0


// 初始化模拟输入值
int pot_value;


void setup() {
  Serial.begin(9600);
  // 设置 ADC 分辨率
  analogReadResolution(12);
  // 配置衰减器
  analogSetAttenuation(ADC_11db);
  // 建立 LEDC 通道，配置 LEDC 分辨率
  ledcSetup(CHANNEL, 1000, 12);
  // 关联 GPIO 口与 LEDC 通道
  ledcAttachPin(LED, CHANNEL);
}


void loop() {
  // 获取模拟输入值
  pot_value = analogRead(POT);
  // 输出 PWM
  ledcWrite(CHANNEL, pot_value);
  delay(50);
}