引言
欢迎来到Velxio博客的又一篇动手实践教程！今天，我们将深入探讨树莓派Pico的ADC（模数转换器）。Pico是一款功能强大的小型开发板，其最酷的特性之一就是能够读取模拟电压——非常适合传感器、电位器等设备。在本示例中，我们将读取三个电位器的外部模拟信号，并获取内部温度传感器的数值。这一切都可以在浏览器中通过Velxio的SPICE精确仿真来运行。
电路详解
让我们来看看这个电路。我们有一个树莓派Pico（在Velxio中为Nano RP2040变体），连接了两个电位器和一个LED。
组件
- 树莓派Pico（Nano RP2040）：整个系统的大脑。
- 电位器A0（pot-a0）：连接到GPIO26（A0）。其滑动端（SIG）接A0，VCC接3.3V，GND接地。
- 电位器A1（pot-a1）：连接到GPIO27（A1）。接线方式相同：SIG接A1，VCC接3.3V，GND接地。
- 红色LED（led-temp）：通过限流电阻（LED组件内部集成）连接到GPIO2（D2）。阳极（A）接D2，阴极（C）接地。
接线细节
- A0（GP26） 通过蓝色导线（
#4488ff）连接到pot-a0的SIG引脚。 - A1（GP27） 通过绿色导线（
#44cc44）连接到pot-a1的SIG引脚。 - D2（GP2） 通过红色导线（
#ff4444）连接到红色LED的阳极。 - 两个电位器共享Pico的3.3V电源轨（红色导线）和地线（黑色导线）。
- LED的阴极连接到地线。
注意：Pico的ADC引脚支持3.3V电压，因此我们使用3.3V电源。电位器充当分压器，在其滑动端提供0到3.3V的可变电压。
代码详解
现在我们来分析代码。代码采用Arduino风格的C++编写，适用于树莓派Pico。
// 树莓派Pico — ADC读取测试
// 读取A0-A2（GPIO26-28）的模拟值以及内部温度传感器
void setup() {
Serial.begin(115200);
delay(500);
Serial.println("=== Pico ADC读取 ===");
Serial.println("A0=GP26 A1=GP27 A2=GP28 温度=内部传感器");
Serial.println("12位分辨率（0-4095），3.3V参考电压");
Serial.println();
analogReadResolution(12);
}
void loop() {
int a0 = analogRead(A0);
int a1 = analogRead(A1);
int a2 = analogRead(A2);
// 内部温度传感器位于通道4
// T = 27 - (V - 0.706) / 0.001721
int tempRaw = analogRead(A3); // Pico核心将通道4映射到A3
float voltage = tempRaw * 3.3f / 4095.0f;
float tempC = 27.0f - (voltage - 0.706f) / 0.001721f;
Serial.print("A0: "); Serial.print(a0);
Serial.print(" A1: "); Serial.print(a1);
Serial.print(" A2: "); Serial.print(a2);
Serial.print(" 温度: "); Serial.print(tempC, 1); Serial.println(" °C");
delay(1000);
}关键点
analogReadResolution(12)：将ADC设置为12位分辨率（0-4095）。Pico的ADC默认是12位，但显式设置是一个好习惯。analogRead(A0)：读取GPIO26（A0）上的电压。Pico核心将A0映射到GPIO26，A1映射到GPIO27，A2映射到GPIO28，A3映射到内部温度传感器（通道4）。- 温度计算：内部传感器输出随温度变化的电压。公式
T = 27 - (V - 0.706) / 0.001721将电压转换为摄氏度。常数0.706V是27°C时的电压，0.001721 V/°C是斜率。 - 串口输出：结果每秒打印一次。
关键概念
- ADC分辨率：Pico的ADC是12位，意味着它可以表示4096个离散电压等级（0到4095）。参考电压为3.3V，因此每一步约为0.8 mV。
- 模拟与数字：电位器提供连续电压；ADC将其转换为数字值。
- 内部温度传感器：一个方便的功能，无需外部元件即可监测芯片温度。
- 分压器：电位器充当分压器，提供电源电压的一部分。
常见问题与调试技巧
- 引脚映射错误：记住A0是GPIO26，A1是GPIO27，A2是GPIO28，内部温度传感器通过A3（通道4）访问。
- 浮空引脚：如果电位器滑动端断开连接，ADC读数可能随机。务必确保连接牢固。
- 串口监视器：确保波特率匹配（115200）。在Velxio中，从编辑器工具栏打开串口监视器。
- LED不闪烁：本示例中的LED不受代码控制，仅作为接线示例。要使其闪烁，需要添加
digitalWrite(D2, HIGH)和delay()调用。
建议扩展
- 添加第三个电位器：将第三个电位器连接到GPIO28（A2）并在代码中读取。
- 控制LED：使用温度读数，当温度超过阈值时点亮LED。
- 绘制数据：使用Velxio的串口绘图器可视化模拟读数随时间的变化。
- 使用外部传感器：用电位器替换为光敏电阻（LDR）或LM35等温度传感器。
亲自尝试！
准备好实验了吗？在Velxio中打开实时示例，开始调整电路或代码。点击下方链接，即可在浏览器中启动仿真。
祝您玩得开心！
