ESP32模数转换 ADC(光感检测)

这个实验的功能演示 ESP32 ADC 的使用方法。 这个实验的代码为工程“3_11_adc”目录。

3.11.1. 实验内容

(1) 学习 ESP32 ADC 功能的使用
(2) 学习光敏电阻的使用
(3) 学习显示屏的使用

3.11.2. 硬件设计和原理

打开我们提供的电路图，在文件：\原理图\ESP32 开发板电路图 V1.3.pdf 里，
光敏电阻的特性是有光照的时候，电阻会变小。上图中 R15 是光敏电阻，在没有光照射到光敏电阻的 情况下，R15 的阻值是无限大，ADC 采集到最大的电压也就是 R9 和 R10 的分压，即是 1.06V，当有光照射 到光敏电阻的情况下，光照越强，ADC 采集到的电压越低。
从上面的原理图可以看出，光敏电阻的 ADC 采集通过拨码开关后，是接在 IO34 上的，使用 ADC 光敏 时一定要打开底板上的拨码开关7，如下图：

ESP32 有 2 个 12 位的 ADC，共计 18 通道，ADC2 比较特殊的一点就是：ADC2 和 wifi 共用，wifi 的优 先级更高，所以 ADC2 只有在 WIFI 模块不用的情况下可以使用。
ESP32 的 18 个通道的 ADC 如下：

打开我们提供的另一个文档：.\手册和文档\ESP32-S_产品规格书.pdf，关于管脚定义部分，

通过上图，我们知道接光敏电阻的 IO34 是接在 ADC1 的第 6 通道上，写代码的时候我们对 ADC1 的第
6 通道编程，就可以取出光照强度。

3.11.3. ESP32 ADC 函数介绍

 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。
函数定义：
esp_err_t adc1_config_width(adc_bits_width_t width_bit); 参数说明：
adc_bits_width_t width_bit：设置 ADC 的分辨率，这是一个枚举，具体定义在后面有说明 返回值：ESP_OK（成功）。

typedef enum {
ADC_WIDTH_BIT_9 = 0, //ADC 的分辨率是 9 位，即最大值为 2 的 9 次方，即 512
ADC_WIDTH_BIT_10 = 1, //ADC 的分辨率是 10 位，即最大值为 2 的 10 次方，即 1024
ADC_WIDTH_BIT_11 = 2, //ADC 的分辨率是 11 位，即最大值为 2 的 11 次方，即 2048
ADC_WIDTH_BIT_12 = 3, //ADC 的分辨率是 12 位，即最大值为 2 的 12 次方，即 4096 ADC_WIDTH_MAX,
} adc_bits_width_t;

函数定义：
esp_err_t adc1_config_channel_atten(adc1_channel_t channel, adc_atten_t atten); 参数说明：
adc1_channel_t channel：配置 ADC 的通道，这是一个枚举，具体定义在后面有说明 adc_atten_t atten：配置 ADC 的参考电压，这是一个枚举，具体定义在后面有说明
返回值：ESP_OK（成功）。

typedef enum {
ADC1_CHANNEL_0 = 0, /*!< ADC1 channel 0 is 
ADC1_CHANNEL_1,
ADC1_CHANNEL_2, ADC1_CHANNEL_3, ADC1_CHANNEL_4, ADC1_CHANNEL_5, ADC1_CHANNEL_6, ADC1_CHANNEL_7, ADC1_CHANNEL_MAX,
} adc1_channel_t; 
ADC_ATTEN_DB_2_5 = 1,
ADC_ATTEN_DB_6	= 2,
ADC_ATTEN_DB_11 = 

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。
函数定义：
esp_err_t adc2_config_channel_atten(adc2_channel_t channel, adc_atten_t atten); 参数说明：
adc2_channel_t channel：配置 ADC 的通道，这是一个枚举，具体定义在后面有说明 adc_atten_t atten：配置 ADC 的参考电压，这是一个枚举，在 ADC1 配置函数里有说明
返回值：ESP_OK（成功）。

typedef enum {
ADC2_CHANNEL_0 = 0, /*!< ADC2 channel 0 is GPIO4 */ ADC2_CHANNEL_1,	/*!< ADC2 channel 1 is GPIO0 */ ADC2_CHANNEL_2,	/*!< ADC2 channel 2 is GPIO2 */ ADC2_CHANNEL_3,	/*!< ADC2 channel 3 is GPIO15 */ ADC2_CHANNEL_4,	/*!< ADC2 channel 4 is GPIO13 */ ADC2_CHANNEL_5,	/*!< ADC2 channel 5 is GPIO12 */
ADC2_CHANNEL_6, /*!< ADC2 channel 6 is GPIO14 */ ADC2_CHANNEL_7, /*!< ADC2 channel 7 is GPIO27 */ ADC2_CHANNEL_8, /*!< ADC2 channel 8 is GPIO25 */ ADC2_CHANNEL_9, /*!< ADC2 channel 9 is GPIO26 */ ADC2_CHANNEL_MAX,
} adc2_channel_t;

 读取 ADC
对于 ADC1，读取函数有两个，他们的参数和返回值是完全一样的，二选一使用即可，定义如下：
int adc1_get_voltage(adc1_channel_t channel); int adc1_get_raw(adc1_channel_t channel); 参数说明：
adc1_channel_t channel：配置 ADC 的通道，这是一个枚举，在 ADC1 配置函数里有说明 返回值：采样到通道的 ADC 值。

对于 ADC2，使用下面的函数读取 ADC 值，定义如下：
esp_err_t adc2_get_raw(adc2_channel_t channel, adc_bits_width_t width_bit, int* raw_out); 参数说明：
adc2_channel_t channel：配置 ADC2 的通道号，这是一个枚举，在 ADC2 配置函数里有说明 adc_bits_width_t width_bit：设置 ADC 的分辨率
int* raw_out：这是一个返回值，表示读取到的 ADC 值 返回值：ESP_OK（成功）,ESP_ERR_TIMEOUT(wifi 正在使用)。
3.11.4. 代码讲解

使用 vs code 展开本实验的工程目录，如下图：

我们的这个实验，ADC 采集的代码是写在源文件 app_main.c 里，components 文件夹是关于 LCD 的驱 动代码，LCD 显示屏在 3.4 章有比较详情的讲解。
我们打开 app_main.c，首先看 ADC 的初始化：

void adc_Init()
{
//12 位分辨率 adc1_config_width(ADC_WIDTH_12Bit);

99

//设置通道 6 和 1.1V 参考电压 adc1_config_channel_atten(ADC1_TEST_CHANNEL,ADC_ATTEN_0db);
}
其中 ADC1_TEST_CHANNEL 定义如图：
//ADC 所接的通道
#define ADC1_TEST_CHANNEL ADC1_CHANNEL_6

接着看 app_main（）主函数，函数里初始化了 LCD 和 ADC，然后通过 while(1)周期读取 ADC 的值，代 码如下：

//用户函数入口，相当于 main 函数
void app_main()
{
int read_raw;
char adc_buff[50]={0};

//显示屏初始化 Lcd_Init(); adc_Init();

//显示屏提示信息
.......略......;
while(1)
{
read_raw=adc1_get_voltage(ADC1_TEST_CHANNEL);//采集 ADC

//ADC 的结果转换成电压
//参考电压是 1.1V，所以是 1100mV，12 位分辨率，所以是 4096 sprintf(adc_buff, "adc=%d,%dmv", read_raw, (read_raw*1100)/4096); Gui_DrawFont_GBK16(6,90,VIOLET,BLACK,(u8 *)adc_buff);//显示屏输出 vTaskDelay(10);
}
}

3.11.5. 实验过程

配置下载串口、波特率、编绎和程序下载的详细过程请往回看 3.1.4，在这个实验里都是一笔带过。 (1) 把开发板通过 USB 线接到电脑上，通过设备管理器查看生成的串口。开发板在我们演示电脑上生
成的是 COM3。
(2) 在 menuconfig 菜单里配置下载程序串口。提供的例程配置的串口是 COM3，波特率为 921600。
(3) 通过 make all 编绎工程。
(4) 当编绎通过之后，使用命令 make flash 把程序下载到开发板上。或者参考 2.3.2 节，使用工具 下载。
(5) 按下开发板的复位键，让程序运行起来，观察显示屏最后一行的显示，用于遮挡光敏传感器观察 LCD 变化。如果没有LCD,串口也有输出。

最后推荐一款开发套件，可以手淘扫码查看。