【ESP32最全学习笔记（基础篇）——7.ESP32 ADC – 使用 Arduino IDE 读取模拟值】

关于本教程：

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5.ESP32 输入输出

6.ESP32 脉宽调制

7.ESP32 模拟输入 ☑

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本文介绍如何使用 Arduino IDE 通过 ESP32 读取模拟输入。模拟读数对于从可变电阻器（如电位器或模拟传感器）读取值很有用。

模拟输入 (ADC)

使用 ESP32 读取模拟值意味着您可以测量 0 V 到 3.3 V 之间的变化电压电平。

然后将测得的电压分配给一个介于 0 和 4095 之间的值，其中 0 V 对应于 0，3.3 V 对应于 4095。任何介于 0 V 和 3.3 V 之间的电压将被赋予介于两者之间的相应值。

ADC 是非线性的

理想情况下，您会期望在使用 ESP32 ADC 引脚时具有线性行为。但是，这不会发生。您将获得如下表所示的行为：

这种行为意味着您的 ESP32 无法区分 3.3 V 和 3.2 V。两种电压的值相同：4095。

对于非常低的电压值也会发生同样的情况：对于 0 V 和 0.1 V，您将获得相同的值：0。使用 ESP32 ADC 引脚时需要牢记这一点。

analogRead() 函数

使用 Arduino IDE 通过 ESP32 读取模拟输入就像使用模拟读取（）功能。它接受您要读取的 GPIO 作为参数：

analogRead(GPIO);

ESP32 支持 18 个不同通道的测量。DEVKIT V1 DOIT板（具有 30 个 GPIO 的版本）中只有 15 个可用。

抓住你的 ESP32 板引脚排列并找到 ADC 引脚。这些在下图中用红色边框突出显示。

了解有关 ESP32 GPIO 的更多信息：ESP32 引脚参考。

这些模拟输入引脚具有 12 位分辨率。这意味着当您读取模拟输入时，其范围可能从 0 到 4095 不等。

注意：使用 Wi-Fi 时不能使用 ADC2 引脚。因此，如果您使用 Wi-Fi 并且无法从 ADC2 GPIO 获取值，您可以考虑改用 ADC1 GPIO，这应该可以解决您的问题。

还有其他更高级的功能可与 ADC 引脚一起使用，这些功能可用于其他项目。

analogReadResolution（分辨率）：设置样本位和分辨率。它可以是 9 (0 – 511) 和 12 位 (0 – 4095) 之间的值。默认为 12 位分辨率。
模拟设置宽度（宽度）：设置样本位和分辨率。它可以是 9 (0 – 511) 和 12 位 (0 – 4095) 之间的值。默认为 12 位分辨率。
analogSetCycles（周期）：设置每个样本的循环数。默认值为 8。范围：1 到 255。
模拟集样本（样本）：设置范围内的样本数。默认为 1 个样本。有增加敏感度的效果。
analogSetClockDiv（衰减）: 设置 ADC 时钟的分频器。默认值为 1。范围：1 到 255。
analogSetAttenuation（衰减）：设置所有 ADC 引脚的输入衰减。默认是ADC_11db. 接受的值：
- ADC_0db：不设置衰减。ADC 可以测量高达约 800 mV（1V 输入 = 1088 的 ADC 读数）。
- ADC_2_5db：ADC 的输入电压将被衰减，从而将测量范围扩展至约 1100 毫伏。（1V 输入 = ADC 读数 3722）。
- ADC_6db：ADC 的输入电压将被衰减，从而将测量范围扩展至约 1350 毫伏。（1V 输入 = ADC 读数 3033）。
- ADC_11db：ADC 的输入电压将被衰减，从而将测量范围扩展至约 2600 毫伏。（1V 输入 = 1575 的 ADC 读数）。
analogSetPinAttenuation（引脚，衰减）：设置指定引脚的输入衰减。默认是ADC_11db. 衰减值与之前的函数相同。
adcAttachPin（引脚）：将一个引脚连接到 ADC（也清除任何其他可能打开的模拟模式）。返回 TRUE 或 FALSE 结果。
adcStart（引脚),adcBusy（引脚）和结果adcEnd（引脚）：在附加引脚的总线上启动 ADC 转换。检查引脚的 ADC 总线上的转换当前是否正在运行（返回 TRUE 或 FALSE）。获取转换结果：返回 16 位整数。

使用 ESP32 从电位器读取模拟值

为了了解一切如何联系在一起，我们将举一个简单的例子来从电位器读取模拟值。

对于此示例，您需要以下部分：

ESP32 DOIT DEVKIT V1
电位器
面包板
跳线

原理图

将电位器连接到 ESP32。电位器中间引脚应连接到GPIO 34。您可以使用以下原理图作为参考。

代码

我们将使用 Arduino IDE 对 ESP32 进行编程，因此请确保在继续之前安装了 ESP32 插件：

打开您的 Arduino IDE 并复制以下代码。

// Potentiometer is connected to GPIO 34 (Analog ADC1_CH6) 
const int potPin = 34;

// variable for storing the potentiometer value
int potValue = 0;

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

void loop() {
  // Reading potentiometer value
  potValue = analogRead(potPin);
  Serial.println(potValue);
  delay(500);
}

此代码只是从电位器读取值并在串行监视器中打印这些值。

在代码中，您首先定义电位器所连接的 GPIO。在这个例子中，GPIO 34.

const int potPin = 34;

在里面setup（）, 以 115200 的波特率初始化串行通信。

Serial.begin(115200);

在里面loop（），使用模拟读取（）函数从读取模拟输入

potValue = analogRead(potPin);

最后，打印从串行监视器中的电位器读取的值。

Serial.println(potValue);

上传提供给您的 ESP32 的代码。确保在“工具”菜单中选择了正确的电路板和 COM 端口。

测试示例

上传代码并按下 ESP32 复位按钮后，以 115200 的波特率打开串口监视器。旋转电位器并查看值的变化。

您将获得的最大值为 4095，最小值为 0。

总结

在本文中，您学习了如何使用 ESP32 和 Arduino IDE 读取模拟输入。总之：

ESP32 DEVKIT V1 DOIT 开发板（30 引脚版本）有 15 个 ADC 引脚，可用于读取模拟输入。
这些引脚的分辨率为 12 位，这意味着您可以获得 0 到 4095 之间的值。
要在 Arduino IDE 中读取一个值，您只需使用模拟读取（）功能。
ESP32 ADC 引脚没有线性行为。您可能无法区分 0 和 0.1V，或 3.2 和 3.3V。使用 ADC 引脚时需要牢记这一点。