ADC - Analog to Digital Converter
概述
ESP32 集成了两个12 位 SAR(逐次逼近寄存器)ADC(模数转换器),支持18个通道(模拟使能引脚)的测量。 其中一些引脚可用于构建可编程增益放大器,用于测量小型模拟信号。
ADC 驱动程序 API 支持 ADC1(8 个通道,连接到 GPIO 32-39)和 ADC2(10 个通道,连接到 GPIO 0,2,4,12-15和 25-27)。 但是,使用 ADC2 的应用程序存在一些限制:
- 仅当 Wi-Fi 驱动程序未启动时,应用程序才能使用 ADC2,因为具有更高优先级的 Wi-Fi 驱动程序也使用 ADC。
- 某些 ADC2 引脚用作捆扎引脚(GPIO 0,2,15),因此无法自由使用。 例如,官方开发套件:
- ESP32 Core Board V2 / ESP32 DevKitC:由于外部自动编程电路,无法使用 GPIO 0。
- ESP-WROVER-KIT V3:由于外部连接用于不同目的,因此无法使用 GPIO 0,2,4和15。
配置和读取ADC
在读取之前应配置 ADC。
- 对于ADC1,通过调用函数
adc1_config_width()
和adc1_config_channel_atten()
来配置所需的精度和衰减。 - 对于ADC2,通过
adc2_config_channel_atten()
配置衰减。 每次读取时都会配置 ADC2 的读取宽度。
每个通道完成衰减配置,请参见adc1_channel_t
和adc2_channel_t
,设置为上述功能的参数。
然后可以使用adc1_get_raw()
和adc2_get_raw()
读取 ADC 转换结果。 应将 ADC2 的读取宽度设置为adc2_get_raw()
的参数,而不是配置函数中的参数。
由于ADC2与具有更高优先级的WIFI模块共享,因此在
esp_wifi_start()
和esp_wifi_stop()
之间,adc2_get_raw()
的读取操作将失败。 使用返回代码查看读数是否成功。
也可以通过调用专用功能hall_sensor_read()
通过ADC1读取内部霍尔效应传感器。 请注意,即使霍尔传感器在ESP32内部,读取它也使用ADC1的通道0和3(GPIO 36和39)。 请勿将其他任何东西连接到这些引脚,也不要更改其配置。 否则可能会影响来自sesnor的低值信号的测量。
此API提供了配置ADC1以便从ULP读取的便捷方法。 为此,请调用函数adc1_ulp_enable()
,然后如上所述设置精度和衰减。
还有另一个特定功能adc2_vref_to_gpio()
用于将内部参考电压路由到GPIO引脚。 它可以方便地校准ADC读数,这将在最小化噪声部分中讨论。
应用示例
读取 ADC1 通道 0(GPIO 36)上的电压:
#include <driver/adc.h>
...
adc1_config_width(ADC_WIDTH_BIT_12);
adc1_config_channel_atten(ADC1_CHANNEL_0,ADC_ATTEN_DB_0);
int val = adc1_get_raw(ADC1_CHANNEL_0);
上例中的输入电压为 0 至 1.1V (衰减为 0 dB)。 可以通过设置更高的衰减来扩展输入范围,请查看adc_atten_t
。 esp-idf 中提供了使用 ADC 驱动程序的示例,包括校准(如下所述):peripherals/adc
读取 ADC2 通道7 (GPIO 27)的电压:
#include <driver/adc.h>
...
int read_raw;
adc2_config_channel_atten( ADC2_CHANNEL_7, ADC_ATTEN_0db );
esp_err_t r = adc2_get_raw( ADC2_CHANNEL_7, ADC_WIDTH_12Bit, &read_raw);
if ( r == ESP_OK ) {
printf("%d\n", read_raw );
} else if ( r == ESP_ERR_TIMEOUT ) {
printf("ADC2 used by Wi-Fi.\n");
}
由于与Wi-Fi冲突,读数可能会失败,应该检查。 esp-idf中提供了使用ADC2驱动程序读取DAC输出的示例:peripherals/adc2
读取内部霍尔效应传感器:
#include <driver/adc.h>
...
adc1_config_width(ADC_WIDTH_BIT_12);
int val = hall_sensor_read();
在这两个示例中读取的值是12位宽(范围0-4095)。
API Reference
该参考包括三个组成部分: