ADC

ADC 驱动 | sample: adc

学习目标

• 掌握 ADC 单次采样的完整流程：uapi_adc_init() → adc_port_read() 读取电压值
• 理解 ADC 分辨率（12-bit）和参考电压的含义
• 能够在 WS63 上读取模拟传感器的电压值

基本概念

ADC 做什么

ADC（Analog-to-Digital Converter）将模拟电压转换为数字值——温度传感器、光敏电阻、电位器等模拟信号都需要 ADC 才能被 CPU 理解。

flowchart LR
    A[模拟电压 0~3.3V] --> ADC[ADC 转换器]
    ADC --> D[数字值 0~4095<br/>12-bit 分辨率]
    D --> C[CPU 读取]

分辨率和参考电压

WS63 的 ADC 为 12-bit 分辨率——0~4095 共 4096 个量化等级。参考电压（Vref）决定测量范围：

• 输入电压 = adc_value / 4095 × Vref
• 如 Vref = 3.3V，adc_value = 2048 → 电压 = 2048/4095 × 3.3 = 1.65V

开发板外部可能有分压电阻——如果测量值和实际值不符，确认是否有分压电路。

单次采样 vs 连续采样

模式	行为	适用场景
单次	触发一次转换，完成后 CPU 读结果	温度、光照等慢变信号
连续	硬件持续转换，DMA 搬数据	音频采样、快速波形捕捉

涉及 API

API	用途	头文件
uapi_adc_init(clock)	初始化 ADC 模块	adc.h
adc_port_read(channel, &voltage)	读取指定通道的电压值（mV）	adc_porting.h
uapi_adc_deinit()	去初始化 ADC	adc.h

案例说明

做什么

初始化 ADC，每 10 秒采样一次指定通道的电压值并打印。循环 10 次后退出。

规格与功能

规格项	说明
ADC 通道	CONFIG_ADC_CHANNEL（Kconfig 可配）
采样间隔	10000ms（10 秒）
采样次数	10 次
输出单位	mV（毫伏）
任务优先级	26

程序运行流程：uapi_adc_init → 循环 10 次 adc_port_read → 打印电压 → osal_msleep(10000) → uapi_adc_deinit。

案例流程

flowchart TD
    I[uapi_adc_init] --> L
    L[循环 10 次] --> R[adc_port_read channel, voltage]
    R --> P[printf voltage mV]
    P --> S[osal_msleep 10000ms]
    S --> D{10 次?}
    D -->|否| R
    D -->|是| E[uapi_adc_deinit]

案例操作指导

第一步：编译

fbb build ws63-liteos-app

第二步：烧录和接线

将待测模拟信号接入 ADC 通道引脚，注意共地。

第三步：验证

串口每 10 秒输出一次电压值：

voltage: 1650 mv
voltage: 1652 mv
...

关键配置

参数	值	说明
ADC 通道	Kconfig 可配	确认硬件引脚对应哪个 ADC 通道
Vref	通常 3.3V	参考电压——影响计算精度
采样间隔	10000ms	慢变信号（如温度），无需高频采样
分压电阻	注意	有分压则测量值需按比例还原

代码详解

完整代码参考 src/application/samples/peripheral/adc/adc_demo_inc.c：

#include "adc.h"
#include "adc_porting.h"
#include "soc_osal.h"
#include "app_init.h"

#define DELAY_10000MS     10000
#define CYCLES            10
#define ADC_TASK_PRIO     26
#define ADC_TASK_STACK_SIZE  0x1000

static void *adc_task(const char *arg)
{
    (void)arg;
    osal_printk("start adc sample\r\n");

    /* 初始化 ADC——clock 参数传入 ADC_CLOCK_NONE */
    uapi_adc_init(ADC_CLOCK_NONE);

    uint8_t adc_channel = CONFIG_ADC_CHANNEL;
    uint16_t voltage = 0;
    uint32_t cnt = 0;

    while (cnt++ < CYCLES) {
        /* 读取指定通道电压——返回单位 mV */
        adc_port_read(adc_channel, &voltage);
        osal_printk("voltage: %d mv\r\n", voltage);
        osal_msleep(DELAY_10000MS);
    }

    /* 如果测量值和实际值有较大差别——确认是否有分压电阻 */
    uapi_adc_deinit();
    return NULL;
}

static void adc_entry(void)
{
    osal_task *task = osal_kthread_create(
        (osal_kthread_handler)adc_task, 0,
        "AdcTask", ADC_TASK_STACK_SIZE);
    if (task != NULL) {
        osal_kthread_set_priority(task, ADC_TASK_PRIO);
    }
}
app_run(adc_entry);

adc_port_read() 直接返回毫伏值——底层已经完成了 adc_value / 4095 × Vref × 1000 的转换。如果测量值明显不对，检查开发板是否有分压电阻。

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