微雪树莓派PICO笔记

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微雪树莓派PICO笔记

2024-07-17 09:55| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录什么是ADCRP2040 ADC技术参数ADC大致框架图【MicroPython】machine.ADC类函数详解代码实现

如果我们需要使用PWM精准的控制LED的亮度，就需要反馈但是LED的亮度是一个模拟变量，MCU不能直接处理模拟信号我们需要将其转换为数字信号才能进行处理什么是ADC

模拟数字转换器（Analog Digital Converter）

![[Pasted image 20220922155847.png]]

作用：将时间连续，幅值也连续的模拟信号转换为时间离散，幅值也离散的数字信号

![[Pasted image 20220922160329.png]]

基本原理：把输入的模拟信号按规定的时间间隔进行采样，并与一系列标准的电压进行比较，使其对应的二进制数值逐次收敛，直至输入电压与内部比较电压一致时为止，然后输出代表该电压的二进制值

常见的ADC类型逐次逼近型ADC 根据基准电压生成一系列电压，与输入电压逐个比较,获取最接近输入电压的编码值速度中等，精度较高，较为常见并联比较型ADC 根据基准电压生成一系列电压，同时进行比较，获取最接近输入电压的编码值速度较快，精度较快，是用于高速，低分辨率的场合区别好比CPU,GPU，前者可以单独处理比较高难度事件，后者并行处理比较简单的事件 RP2040 ADC技术参数 ADC类型：逐次逼近型ADC（SAR ADC）转化速率：500KS/s(使用内部独立48M时钟)分辨率：12bitADC输入通道：通道0-3为GPIO通道（GPIO26-29）通道4为内部温度传感器通道

注意：在Pico上GPIO29并未引出引脚，而是用于检测VSYS电压，故PICO上的ADC引脚 ![[Pasted image 20220922195836.png]]

ADC大致框架图

![[Pasted image 20220922200037.png]]

ADC的大致流程为：

模拟信号通过模拟信号多路选择器进入到比较器的一端

假如我们需要采集ADC通道0的电压，也就是GPIO26引脚上的电压其会通过模拟信号多路选择器进到比较器的一端 ![[Pasted image 20220922200509.png]]

所谓的DAC就是将基准电压平分成2的N次方份

若我们的分辨率是12bit，那么基准电压会被平均分成4096份逐次比较控制器准备就绪后，在开始转换信号到来后开始工作其输出，逐次比较控制信号（SAR control signals) 控制比较器将输入电压和生成的内部电压进行逐次比较逐次比较控制器将会记录比较结果然后再比较完成后输出最为接近输入电压所对应的二进制值，这就完成了一次ADC转化

![[Pasted image 20220922201545.png]]

模拟的信号最大值由IO口供电I0VDD决定，而不是基准电压ADC_AVDD

通用ADC输入电压计算公式如下： ![[Pasted image 20220922202700.png]]

基准电压乘上ADC读取数值再除以分辨率等于ADC输入引脚的输入电压代入Pico中的参数，简单推得ADC输入电压计算公式如下： ![[Pasted image 20220922203316.png]]

3.3乘上ADC读数值除以4096 等于ADC输入引脚电压，单位为V

官方提供的片内温度传感器计算公式

![[Pasted image 20220922203438.png]]

将ADC读取电压值代入即可得到当前温度

【MicroPython】machine.ADC类函数详解 machine.ADC(id): ADC对象构造函数，并初始化对应的ADC通道。id：可为GPIO（PIN）对象，也可为ADC通道；

ADC对象构造函数，作用为初始化对应ADC通道。参数ID为使用的ADC通道，可以使用Pin对象，也直接指定ADC通道，

使用Pin对象时，指定的GPIO需要支持ADC功能，即GPIO26-29;

使用指定ADC通道，通道0-3 对应GPIO26-29,通道数4则是对应内部温度传感器。

ADC.read_u16(): 读取对应通道ADC数值

read_u16函数，其作用读取对应通道ADC，并返回读取数值数值；

这里需要注意一点，该函数返回值并不是直接返回ADC读取的数值，而是处理过的数值，其数值范围为0-65535；

故ADC电压计算公式应为：

Vin =\frac{3.3*ReadData}{65535}Vin=655353.3∗ReadData

ADC读取电压为3.3乘上返回值除以65535，单位为V

此文章仅针对RP2040 MicroPython固件，以源码为准，本文根据编写时官方源码编写，用于为初学者提供便利，仅供于参考，如有能力者建议自行查询MicroPython源码

代码实现

准备器件：

pico 1蓝白电位器 1双公头杜邦线若干

原理图：

把蓝白电位器的1脚连接到3.3V2脚连接到GND3脚连接到GPIO26 ![[Pasted image 20220922204949.png]]

from machine import Pin,ADC import utime ADC0 = ADC(Pin(26)) # 通过GPIO26初始化ADC sensor_temp = ADC(4) # 指定初始化ADC通道4，其对应片内温度传感器 while True: read_voltage = ADC0.read_u16()*3.3/65535 # 读取ADC通道0的数值并根据ADC电压计算公式得到GPIO26引脚上的电压 read_temp_voltage = sensor_temp.read_u16()*3.3/65535 # 计算出ADC通道4上的电压 temperature = 27 - (read_temp_voltage - 0.706)/0.001721 # 温度计算公式，即可计算出当前温度 print("ADC0 voltage = {0:.2f}V \t\t temperature = {1:.2f}℃ \r\n".format(read_voltage, temerature)) # 将GPIO26上的电压输出到控制台，将当前温度输出到控制台 utime,sleep_ms(1000)

这个程序实现了每秒读取一次GPIO26上的电压，并使片内温度传感器采集温度

调节一下蓝白电位器，可以看到电压的变化

将比较冷的物体接触一下芯片会发现温度的变化微雪PICO教程

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