ADC多通道采集技术：温度、电压与外部信号全兼容

无论应用场景如何变化，温度、电压与外部传感器信号始终是系统监控的核心。ADC凭借其多通道兼容性、高采样率与灵活接口，能够无缝接入各类信号源，实现全兼容、高精度的数据采集。

在智能家居中实时调控温湿度，在汽车电子中精准监测电池电压，在工业自动化中可靠采集传感器数据……这些形态各异的物联网应用，都离不开一个关键组件——模数转换器ADC。

今天，我们将分享Air8000系列工业引擎内置的ADC接口及其demo示例，带你体验简单高效的LuatOS应用开发。

一、模数转换ADC

ADC模拟/数字转换器，是指将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。

硬件中的ADC接口主要用来检测模拟电压信号量，用于电池电压检测、温湿度检测、TDS检测等应用。

1.1 ADC接口简介

以Air8000A工业引擎为例，提供了丰富且实用的ADC资源，可满足大多数物联网应用需求。

精度：12bits

数量：4个ADC接口（ADC0 ~ ADC3）

两个特殊通道：

CPU内部温度Temp ： -- adc.CH_CPU

主供电脚电压VBAT ： -- adc.CH_VBAT

1.2 输入电压范围

重要安全提醒：外接输入电压切勿超过量程，否则可能烧毁模组；设置分压(adc.setRange)要在adc.open之前设置，否则无效。

我们主流模组软件上，对ADC都可以配置ADC_RANGE_MAX和ADC_RANGE_MIN两种量程。

对Air8000系列工业引擎来说：

adc.ADC_RANGE_MIN：对应量程为0-1.5V；

adc.ADC_RANGE_MAX：对应量程为0-3.6V。

当被测电压≤1.5V ：

使用adc.ADC_RANGE_MIN；

当1.5V<被测电压≤3.6V ：使用adc.ADC_RANGE_MAX，无需添加外部分压电路；

当被测电压>3.6V：使用ADC_RANGE_MIN，且必须添加外部分压电路。

测量电压相关的函数主要有两个：adc.read(id)：读取adc通道计算值；adc.get(id)：获取adc计算值。

API文档详见：https://docs.openluat.com/osapi/core/adc/

二、ADC功能示例demo

本示例主要用于实现ADC通道配置与量程设置，数据采集并处理，循环打印处理过的ADC数据。

示例教程使用Air8000开发板+两个Air9000P（直流电源）进行演示；外部输入电压在3.6V以内，需要外部电源与模组共地，保持参考电压一致。

2.1 代码要点解析

核心功能代码如下，完整demo详见源码仓库最新文件。

1）读取adc外部输入模拟电压

通过adc.get(id)读取4个普通ADC接口的外部输入模拟电压；首先设置量程，然后打开ADC通道0，进行采样循环，将获取到的输入模拟电压值存入数组，接下来关闭ADC通道0，最后进行数据处理、打印。

2）读取供电电压

通过adc.get(adc.CH_VBAT)读取VBAT电压：

3）读取CPU温度

通过adc.get(adc.CH_CPU)读取CPU温度：

4）数据处理函数

当通道样本数大于2时，先对样本升序排序并剔除首尾极值，计算剩余样本的平均值，最后根据标签（如CPU温度或电压）格式化输出带单位的处理值及总样本数，否则记录样本不足。

2.2 示例运行结果

参考实操教程搭建好硬件环境，使用Luatools工具给Air8000开发板烧录相关内核固件和demo脚本代码。烧录成功后，自动开机运行。

通过Luatools工具查看相关日志，如下图示：

2.3 应用场景拓展

本示例简单演示了如何读取ADC输入电压、读取供电电压、读取CPU温度，除此之外，ADC可以将各种连续变化的模拟信号（如温度、湿度、压力、电压、电流等）转换为离散的数字信号。

Air8000系列工业引擎模块内部ADC精度12bits，对常见应用已经足够，如温湿度传感器、压力传感器、音频信号处理等。

对于需要更高精度的应用：可以外挂更高精度的ADC，如16位、24位等。使用过程中需注意量程范围，不可超出量程。

今天的内容就分享到这里了~

审核编辑 黄宇