無論應(yīng)用場(chǎng)景如何變化，溫度、電壓與外部傳感器信號(hào)始終是系統(tǒng)監(jiān)控的核心。ADC憑借其多通道兼容性、高采樣率與靈活接口，能夠無縫接入各類信號(hào)源，實(shí)現(xiàn)全兼容、高精度的數(shù)據(jù)采集。

在智能家居中實(shí)時(shí)調(diào)控溫濕度，在汽車電子中精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)電池電壓，在工業(yè)自動(dòng)化中可靠采集傳感器數(shù)據(jù)……這些形態(tài)各異的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，都離不開一個(gè)關(guān)鍵組件——模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC。

今天，我們將分享Air8000系列工業(yè)引擎內(nèi)置的ADC接口及其demo示例，帶你體驗(yàn)簡單高效的LuatOS應(yīng)用開發(fā)。

一、模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC

ADC模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，是指將連續(xù)變量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的器件。

硬件中的ADC接口主要用來檢測(cè)模擬電壓信號(hào)量，用于電池電壓檢測(cè)、溫濕度檢測(cè)、TDS檢測(cè)等應(yīng)用。

1.1 ADC接口簡介

以Air8000A工業(yè)引擎為例，提供了豐富且實(shí)用的ADC資源，可滿足大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。

精度：12bits

數(shù)量：4個(gè)ADC接口（ADC0 ~ ADC3）

兩個(gè)特殊通道：

CPU內(nèi)部溫度Temp ： -- adc.CH_CPU

主供電腳電壓VBAT ： -- adc.CH_VBAT

1.2 輸入電壓范圍

重要安全提醒：外接輸入電壓切勿超過量程，否則可能燒毀模組；設(shè)置分壓(adc.setRange)要在adc.open之前設(shè)置，否則無效。

我們主流模組軟件上，對(duì)ADC都可以配置ADC_RANGE_MAX和ADC_RANGE_MIN兩種量程。

對(duì)Air8000系列工業(yè)引擎來說：

adc.ADC_RANGE_MIN：對(duì)應(yīng)量程為0-1.5V；

adc.ADC_RANGE_MAX：對(duì)應(yīng)量程為0-3.6V。

當(dāng)被測(cè)電壓≤1.5V ：

使用adc.ADC_RANGE_MIN；

當(dāng)1.5V<被測(cè)電壓≤3.6V ：使用adc.ADC_RANGE_MAX，無需添加外部分壓電路；

當(dāng)被測(cè)電壓>3.6V：使用ADC_RANGE_MIN，且必須添加外部分壓電路。

測(cè)量電壓相關(guān)的函數(shù)主要有兩個(gè)：adc.read(id)：讀取adc通道計(jì)算值；adc.get(id)：獲取adc計(jì)算值。

API文檔詳見：https://docs.openluat.com/osapi/core/adc/

二、ADC功能示例demo

本示例主要用于實(shí)現(xiàn)ADC通道配置與量程設(shè)置，數(shù)據(jù)采集并處理，循環(huán)打印處理過的ADC數(shù)據(jù)。

示例教程使用Air8000開發(fā)板+兩個(gè)Air9000P（直流電源）進(jìn)行演示；外部輸入電壓在3.6V以內(nèi)，需要外部電源與模組共地，保持參考電壓一致。

2.1 代碼要點(diǎn)解析

核心功能代碼如下，完整demo詳見源碼倉庫最新文件。

1）讀取adc外部輸入模擬電壓

通過adc.get(id)讀取4個(gè)普通ADC接口的外部輸入模擬電壓；首先設(shè)置量程，然后打開ADC通道0，進(jìn)行采樣循環(huán)，將獲取到的輸入模擬電壓值存入數(shù)組，接下來關(guān)閉ADC通道0，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、打印。

2）讀取供電電壓

通過adc.get(adc.CH_VBAT)讀取VBAT電壓：

3）讀取CPU溫度

通過adc.get(adc.CH_CPU)讀取CPU溫度：

4）數(shù)據(jù)處理函數(shù)

當(dāng)通道樣本數(shù)大于2時(shí)，先對(duì)樣本升序排序并剔除首尾極值，計(jì)算剩余樣本的平均值，最后根據(jù)標(biāo)簽（如CPU溫度或電壓）格式化輸出帶單位的處理值及總樣本數(shù)，否則記錄樣本不足。

2.2 示例運(yùn)行結(jié)果

參考實(shí)操教程搭建好硬件環(huán)境，使用Luatools工具給Air8000開發(fā)板燒錄相關(guān)內(nèi)核固件和demo腳本代碼。燒錄成功后，自動(dòng)開機(jī)運(yùn)行。

通過Luatools工具查看相關(guān)日志，如下圖示：

2.3 應(yīng)用場(chǎng)景拓展

本示例簡單演示了如何讀取ADC輸入電壓、讀取供電電壓、讀取CPU溫度，除此之外，ADC可以將各種連續(xù)變化的模擬信號(hào)（如溫度、濕度、壓力、電壓、電流等）轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)。

Air8000系列工業(yè)引擎模塊內(nèi)部ADC精度12bits，對(duì)常見應(yīng)用已經(jīng)足夠，如溫濕度傳感器、壓力傳感器、音頻信號(hào)處理等。

對(duì)于需要更高精度的應(yīng)用：可以外掛更高精度的ADC，如16位、24位等。使用過程中需注意量程范圍，不可超出量程。

今天的內(nèi)容就分享到這里了~

審核編輯 黃宇