夜雨聆风
ADC模拟/数字转换器作为嵌入式系统的核心部件，承担着将连续模拟信号转换为可处理的离散数字信号的关键任务。
在合宙的硬件产品中，ADC接口广泛应用于各类模拟电压信号的检测，典型场景包括电池电压检测、温湿度传感、TDS水质检测等。
以Air780EPM系列低功耗模组为例：
模组内部ADC精度12bits，足以满足多数常见应用场景的需求，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，也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，避免因输入电压超限导致测量失效或硬件损坏。
本文将分享硬件参考设计及LuatOS开发相关API，带你快速了解ADC的软硬件实现要点。
01. 模组相关管脚
Air780EPM系列模组与ADC相关的管脚，包括：
ADC0，PIN9；
ADC1，PIN96；
ADC2，PIN77；
ADC3，PIN76；
02. 主要功能说明
虽然我们在沟通和交流中习惯称为ADC，但更为准确的称呼应该是AUXADC，AUXADC是芯片内部的辅助ADC通道，主要用于温度监测、电池电量检测等。
Air780EPM系列模组共有4个AUXADC通道，包含以下三个主要功能：
1）外接模拟电压信号检测通路
选择内部分压电路，适用于外接信号电压范围为0~3.3V；
选择直通AUXADC输入端的通路，适用于电压范围0~1.6V；或经外部分压后在1.6V，分压后电压范围需控制 0~1.6V。
2）VBAT电压检测通路
VBAT电压经过分压电路到达AUXADC输入口。
3）温度传感器检测通路
模组芯片内部温度检测：芯片温度发生变化时，片内Thermal Sensor的电压信号也会随之变化，将THM_VBE信号送至AUXADC测试。
▼ ADC内部框图 ▼
相关注意事项如下：
图中用AIO表示从外部输入到模组内部AUXADC的部分，可以理解为直接连接到模组ADC管脚的电平；
片内电阻绝对偏差：MAX= ±8.5%(-40~85 ℃)；
片内电阻的相对偏差，阻值比误差：MAX=+/-0.15%(-40~85 ℃)；
AUXADC可以选择内部分压，也可以选择外部分压，不管选择外部分压还是内部分压，都需要调整合适的分压比，保证AUXADC输入端电压在0~1.6V范围；
当被测电压低于1.6V时：外部无需分压，内部也无需分压；
LuatOS ADC函数对应选择：
adc.ADC_RANGE_MIN
当被测电压低于3.3V时：外部无需分压，内部需要分压至1.6V以内，LuatOS已将该部分在底层做好，ADC函数对应选择：
adc.ADC_RANGE_MAX
当被测电压大于3.3V时：内部无需分压，外部需要分压至1.6V以内，LuatOS已将该部分在底层做好，ADC函数对应选择：
adc.ADC_RANGE_MIN
读取模组芯片温度的常量为：
adc.CH_CPU可检测温度范围为-40 °C~85 °C ，外部硬件电路上无需任何操作；
读取VBAT电压的常量为：
adc.CH_VBAT电压范围为2.2~4.8V；在VBAT输入电压范围3.3~4.35V之内，外部硬件电路上无需任何操作。
03. ADC性能参数
分辨率：12bit
时钟频率（Fc）：1.625MHz~6.5MHz
采样频率：Fc/16
典型功耗：500μA
更多参数说明，详见下方图表：
04. 注意事项及硬件参考设计
AUXADC的有效输入范围为0.1~1.5V，在0~0.1V和1.5~1.6V范围可能存在较大误差，不建议使用；
外部分压时，如果AUXADC输入电压无法满足低于1.6V，以NTC电阻为例，可使用如下图右侧所示电路进行分压设计：
如果不希望ADC变化太快，可以通过软件算法处理，过滤掉变化较大的数值，也可以在硬件电路上增加滤波电路；
比如，外部分压时，可以增加滤波电容增加ADC输入稳定性，但缺点是ADC的细微变化会被过滤掉，请根据实际需要谨慎选择。
特别说明：R300可以增加ESD能力，阻值建议为510Ω，不建议使用K级阻值的电阻。
参考设计如下图示：
05. 与ADC相关的LuatOS API
关于LuatOS中ADC相关API的介绍，详见：
https://docs.openluat.com/osapi/core/adc/
特别说明：
所有ADC共用一个通道，同时只能调用一路ADC采样，包括芯片温度、VBAT电压；
ADC打开( adc.open() )后，会产生约500μA的功耗，如需低功耗控制，请将ADC关闭( adc.close() )；
示例代码：
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更多开发资料，详见合宙资料中心：
docs.openluat.com
