• 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）

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

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

1. 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
2. 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
3. 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

1. ADC类型：逐次逼近型ADC（SAR ADC）
2. 转化速率：500KS/s(使用内部独立48M时钟)
3. 分辨率：12bit
4. ADC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

ADC大致框架图

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
  

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

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：

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：

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

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3.3V
• 2脚连接到GND
• 3脚连接到GPIO26
  

from machine import Pin,ADC
import utimeADC0 = 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