Raspberry Pi Pico是一款基于RP2040微控制器的小型但功能强大的开发板，它提供了多种编程功能，包括模拟数字转换（ADC）。ADC是一种将模拟信号（如温度、湿度或光强的变化）转换成数字信号的功能，这对于许多传感器应用来说是必需的。

ADC基础

  • 分辨率：Raspberry Pi Pico的ADC具有12位分辨率，这意味着它可以将模拟信号转换为0到4095之间的数字值。这提供了相对精确的读数，足以满足大多数应用的需求。
  • 引脚：Pico有多个引脚可以作为ADC输入，典型的如GP26、GP27、GP28等（具体可用引脚请参考官方文档）。这些引脚可以接收来自传感器的模拟信号，并通过内置的ADC转换为数字值。
  • 电压范围：Pico的ADC引脚支持的输入电压范围通常为0至3.3伏特。超出这个范围的电压可能会损坏设备。

工作原理

ADC通过几个步骤将模拟信号转换为数字信号：

  • 采样：在特定的时间间隔内测量模拟信号的值。
  • 量化：将采样得到的模拟值映射到有限数量的离散数值上。这个过程涉及到决定哪个数字最接近实际的模拟信号值。
  • 编码：将量化后的值转换为数字形式（通常是二进制数字）

分辨率: ADC的关键参数之一是它的分辨率，它表示ADC可以区分的最小信号变化。分辨率通常以位（bit）表示，例如10位ADC、12位ADC等。分辨率越高，转换后的数字信号就能更精确地代表模拟信号。

ADC的应用

在实际应用中，ADC功能允许Pico读取各种类型的模拟传感器，如温度传感器、湿度传感器、光敏电阻等。这些传感器通常会根据它们检测的物理量变化其输出电压。通过读取并转换这些模拟信号，Pico可以在程序中使用这些数据执行各种任务，例如监控环境条件、制作天气站、自动浇水系统等。

使用MicroPython操作ADC

在MicroPython中，使用ADC功能通常涉及以下几个步骤：

  1. 引入库：首先，需要从machine模块导入ADC类和Pin类。
  2. 初始化ADC：选择一个支持ADC功能的引脚，并用Pin类创建一个引脚对象，然后用这个引脚对象初始化ADC实例。
  3. 读取值：使用ADC实例的read_u16()方法可以读取转换后的数字值。这个方法返回一个0到65535之间的值，这是因为MicroPython将12位的原始值映射到了16位的范围内以提供更高的精度。

一个简单的示例:

from machine import Pin, ADC

# 初始化ADC对象，假设使用的是GP26
adc = ADC(Pin(26))

# 读取模拟值
value = adc.read_u16()

print(value)

注意事项

  • 使用ADC时，重要的是要确保连接的传感器或其他设备的输出电压不会超过Pico所能承受的最大电压（通常为3.3V），以避免损坏设备。
  • 由于环境噪声和电源波动的影响，读取的ADC值可能会有轻微的波动。在某些应用中，可能需要实现软件滤波来平滑这些值。