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[ESP8266/ESP32] Arduino ESP32 C6 ADC功能介绍以及模拟量信号读取

本帖最后由 tiger_zc 于 2024-4-14 23:49 编辑

拿到DF公司的FireBeetle 2 ESP32-C6测试板已经后，就开始各种学习，为后面的项目做铺垫，毕竟ESP32好多强大的功能必须由浅入深来学习，和以前自己比较熟练的Arduino有很多不同之处。这里我就用实验和例程来介绍一下ESP32 模数转换器（ADC）功能以及模拟信号的读取。

ADC（模数转换器）是一种非常常见的外设，用于转换电压等模拟信号转换为数字形式，以便可以由微控制器读取和处理。ADC在控制和监控应用中非常有用，因为大多数传感器（例如，温度、压力、力）产生模拟输出电压。

ESP32芯片中集成了2个ADC单元，支持测量特定模拟IO管脚的模拟信号。其具有两个ADC单元，可以在生成ADC单次转换结果和ADC连续转换结果。此外，ADC还支持直接内存访问（DMA）功能，可以高速获取ADC转换结果。

关于ESP32 ADC的更多知识，可以去这里查看官方文档https://docs.espressif.com/proje ... ipherals/index.html

关于FireBeetle 2 ESP32-C6介绍请参看这里https://wiki.dfrobot.com.cn/_SKU ... le_2_Board_ESP32_C6

FireBeetle 2 ESP32-C6的接口引脚如下：

· 数字I/O x19

· LED PWM 控制器6个通道

· SPI x1

· UART x3((LP UART x1))

· I2C x2(LP I2Cx1)

· I2S x1

· 红外收发器：发送通道 x5、接收通道 x5

· 1 × 12 位 SAR ADC， 7个通道

· DMA 控制器，3个接收通道和 3个发送通道

ADC使用注意事项：

从引脚示意图可以看出，C6上共有6个ADC引脚可以供我们使用，在使用的时候应该注意有没有端口被占用的情况。比如使用WIFI时候，就会占用ADC1_2，这个使用再使用ADC2就会出数据出错；使用GDI接口可能会占用ACD1_1。

ADC库函数的使用：

Arduino IDE已经提供了 ESP32 核心库有关ADC库函数，可供我们调用，

ESP32模拟输入(ADC)

用ESP32读取模拟值意味着可以测量0 V到3.3 V之间的变化电压等级。然后将测量的电压赋给0到4095之间的一个值，其中0 V对应0,3.3 V对应4095。0 V到3.3 V之间的任何电压都将给出两者之间的相应值。

有了库函数，我们在使用Arduino IDE读取ESP32的模拟输入就像使用analogRead()函数一样简单。

当我们在ESP32的ADC引脚中接入模拟输入量，就能方便地读出对应的数据。

模拟输入测试：

接入一个10K电位器，接线图如下

接线示意图

测试代码：

#include "esp32-hal.h"
// 电位器连接到GPIO 2(模拟ADC1_CH6)
const int PotPin = 3;

// 用于存储电位器值的变量
int PotValue = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(1000);
}

void loop() {
  // 读取电位计值
  PotValue = analogRead(PotPin);
  Serial.println(PotValue);
  delay(500);
}
复制代码

代码写入后，当旋转电位器时候，串口监视器的读数就会在0~3296之间连续变化。

土壤湿度传感器测试：

为了更能说明问题，用DF号称“大宝剑”的土壤湿度传感器来替换电位器，该产品链接_SKU_SEN0308_Gravity_模拟防水土壤湿度传感器-DFRobot

这是DFRobot新推出的一款防水式土壤湿度传感器，与老款的土壤湿度传感器相比，增加了防水性能，优化了防腐蚀性能，增加了极板长度并优化了电路性能。电容式的土壤湿度传感器，相比电阻式传感器，解决了电阻式传感器易被腐蚀的问题，能够长时间插入泥土不被腐蚀。该款传感器增加了防水性能，传感器全部浸泡在水中仍能正常使用；增长了电容极板的长度，可以更精确的测量土壤湿度信息。该款传感器具有较宽的输入电压，能够在3.3V-5.5V宽电压下工作。兼容Arduino、ESP32、micro:bit、掌控板、树莓派等常见控制板。标准设计的DFRobot-Gravity接口可以直接与Gavity IO扩展板相连接。而树莓派之类的微型PC，则需要外接一个ADC（模拟信号转数字信号）模块就可以工作。

参数规格

l 工作电压： 3.3 ~ 5.5 VDC

l 工作电流： 7mA

l 输出电压： 0 ~ 2.9 VDC

l 接口型号： 2.54-3Pin

l 电缆线长： 1.5m

l 尺寸（LxW）: 175 x 30mm