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hardware-adc

模拟数字转换器（ADC）API。

详细描述​

RP 系列微控制器内置模拟数字转换器（ADC），具备以下特性：

  • 逐次逼近型 ADC（SAR ADC）

  • 500 kS/s（使用独立的 48MHz 时钟）

  • 12 位精度（RP2040 有效位数 8.7，RP2350 有效位数 9.2）

  • RP2040 5 路输入多路复用器：

    • 4 路输入可在封装引脚上使用，与 GPIO[29:26] 共用

    • 1 路输入专用于内部温度传感器

  • RP2350 5 路或 9 路输入多路复用器：

    • 4 路输入可在 QFN-60 封装引脚上使用，与 GPIO[29:26] 共用

    • 8 路输入可在 QFN-80 封装引脚上使用，与 GPIO[47:40] 共用

    • 一路输入专用于内部温度传感器（参见第 12.4.6 节）

    • 8 元素接收采样 FIFO

  • 中断生成

  • DMA 接口

虽然只有一个 ADC，但可以使用 adc_select_input() 函数指定其输入。在轮询模式（adc_set_round_robin()）下，ADC 将在读取后自动切换到下一个输入。

RP2040、RP2350 QFN-60：用户 ADC 输入为 0-3（GPIO 26-29），温度传感器在输入 4。RP2350 QFN-80：用户 ADC 输入为 0-7（GPIO 40-47），温度传感器在输入 8。

温度传感器值可以用以下公式近似转换为摄氏度：

T = 27 - (ADC_Voltage - 0.706)/0.001721

示例

hello_adc.c
#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
#include "hardware/gpio.h"
#include "hardware/adc.h"

int main() {
    stdio_init_all();
    printf("ADC Example, measuring GPIO26\n");

    adc_init();

    // Make sure GPIO is high-impedance, no pullups etc
    adc_gpio_init(26);
    // Select ADC input 0 (GPIO26)
    adc_select_input(0);

    while (1) {
        // 12-bit conversion, assume max value == ADC_VREF == 3.3 V
        const float conversion_factor = 3.3f / (1 << 12);
        uint16_t result = adc_read();
        printf("Raw value: 0x%03x, voltage: %f V\n", result, result * conversion_factor);
        sleep_ms(500);
    }
}

函数​

  • void adc_init (void): 初始化 ADC 硬件。
  • static void adc_gpio_init (uint gpio): 初始化 GPIO 引脚以用作 ADC 输入。
  • static void adc_select_input (uint input): 选择 ADC 输入通道。
  • static uint adc_get_selected_input (void): 获取当前选中的 ADC 输入通道。
  • static void adc_set_round_robin (uint input_mask): 轮询采样选择器。
  • static void adc_set_temp_sensor_enabled (bool enable): 启用板载温度传感器。
  • static uint16_t adc_read (void): 执行单次转换。
  • static void adc_run (bool run): 启用或禁用自由运行采样模式。
  • static void adc_set_clkdiv (float clkdiv): 设置 ADC 时钟分频器。
  • static void adc_fifo_setup (bool en, bool dreq_en, uint16_t dreq_thresh, bool err_in_fifo, bool byte_shift): 配置 ADC FIFO。
  • static bool adc_fifo_is_empty (void): 检查 FIFO 是否为空。
  • static uint8_t adc_fifo_get_level (void): 获取 ADC FIFO 中的条目数。
  • static uint16_t adc_fifo_get (void): 从 FIFO 获取 ADC 结果。
  • static uint16_t adc_fifo_get_blocking (void): 等待 ADC FIFO 有数据。
  • static void adc_fifo_drain (void): 清空 ADC FIFO。
  • static void adc_irq_set_enabled (bool enabled): 启用/禁用 ADC 中断。

函数文档​

adc_fifo_drain​

static void adc_fifo_drain (void) [inline], [static]

清空 ADC FIFO。

等待任何进行中的转换完成，然后清空 FIFO，丢弃所有结果。

adc_fifo_get​

static uint16_t adc_fifo_get (void) [inline], [static]

从 FIFO 获取 ADC 结果。

从 ADC FIFO 中弹出最新结果。

adc_fifo_get_blocking​

static uint16_t adc_fifo_get_blocking (void) [inline], [static]

等待 ADC FIFO 有数据。

阻塞，直到 FIFO 中有数据为止。

adc_fifo_get_level​

static uint8_t adc_fifo_get_level (void) [inline], [static]

获取 ADC FIFO 中的条目数。

FIFO 为 8 个采样。此函数返回当前 FIFO 中的采样数量。

adc_fifo_is_empty​

static bool adc_fifo_is_empty (void) [inline], [static]

检查 FIFO 是否为空。

返回

若 FIFO 为空则返回 true。

adc_fifo_setup​

static void adc_fifo_setup (bool en, bool dreq_en, uint16_t dreq_thresh, bool err_in_fifo, bool byte_shift) [inline], [static]

配置 ADC FIFO。

FIFO 为 8 个采样。若转换完成而 FIFO 已满，结果将被丢弃。

参数

  • en: 启用将每次转换结果写入 FIFO
  • dreq_en: 当 FIFO 有数据时启用 DMA 请求
  • dreq_thresh: DMA 请求 / FIFO 中断的阈值（如已启用）
  • err_in_fifo: 若启用，每个采样的 FIFO 第 15 位包含错误标志
  • byte_shift: 将 FIFO 内容移位为单字节大小（用于字节 DMA），使 DMA 可写入字节缓冲区

adc_get_selected_input​

static uint adc_get_selected_input (void) [inline], [static]

获取当前选中的 ADC 输入通道。

返回

当前选中的输入通道。

RP2040 上 0...3 分别对应 GPIO 26...29，输入 4 为板载温度传感器。

RP2350A 上 0...3 分别对应 GPIO 26...29，输入 4 为板载温度传感器。RP2350B 上 0...7 分别对应 GPIO 40...47，输入 8 为板载温度传感器。

adc_gpio_init​

static void adc_gpio_init (uint gpio) [inline], [static]

初始化 GPIO 引脚以用作 ADC 输入。

通过禁用所有数字功能，将 GPIO 准备好用于 ADC。

参数

  • gpio: 要使用的 GPIO 编号。RP2040 或 RP2350A 上允许使用 GPIO 26 至 29，RP2350B 上为 40 至 48。

adc_init​

void adc_init (void)

初始化 ADC 硬件。

adc_irq_set_enabled​

static void adc_irq_set_enabled (bool enabled) [inline], [static]

启用/禁用 ADC 中断。

参数

  • enabled: 设为 true 启用 ADC 中断，设为 false 禁用。

adc_read​

static uint16_t adc_read (void) [inline], [static]

执行单次转换。

执行一次 ADC 转换，等待结果并返回。

返回

转换结果。

adc_run​

static void adc_run (bool run) [inline], [static]

启用或禁用自由运行采样模式。

参数

  • run: false 禁用，true 启用自由运行转换模式。

adc_select_input​

static void adc_select_input (uint input) [inline], [static]

选择 ADC 输入通道。

选择一个 ADC 输入。RP2040 上 0...3 分别对应 GPIO 26...29，输入 4 为板载温度传感器。RP2350A 上 0...3 分别对应 GPIO 26...29，输入 4 为板载温度传感器。RP2350B 上 0...7 分别对应 GPIO 40...47，输入 8 为板载温度传感器。

参数

  • input: 要选择的输入通道。

adc_set_clkdiv​

static void adc_set_clkdiv (float clkdiv) [inline], [static]

设置 ADC 时钟分频器。

采样周期平均为 (1 + div) 个时钟周期。注意执行一次转换需要 96 个时钟周期，因此任何小于该值的周期将被截断为 96。

参数

  • clkdiv: 若非零，转换将按间隔启动，而非连续背靠背进行。

adc_set_round_robin​

static void adc_set_round_robin (uint input_mask) [inline], [static]

轮询采样选择器。

此函数设置在轮询模式下需要轮询的输入通道。RP2040、RP2350 QFN-60：值在 0 到 0x1f 之间（位 0 至位 4 分别对应 GPIO 26 至 29 及温度传感器输入）。RP2350 QFN-80：值在 0 到 0xff 之间（位 0 至位 7 分别对应 GPIO 40 至 47 及温度传感器输入）。

参数

  • input_mask: 指示哪些输入（共 5 路或 8 路）参与采样的位模式。写入 0 可禁用轮询采样。

adc_set_temp_sensor_enabled​

static void adc_set_temp_sensor_enabled (bool enable) [inline], [static]

启用板载温度传感器。

参数

  • enable: 设为 true 给板载温度传感器上电，设为 false 断电。

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