RTT-ADC - 技术栈

1. ADC 是什么？

ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）的作用是：把连续变化的模拟电压转换成 MCU 能处理的数字值。

常见应用：读取电位器、光敏电阻、热敏电阻、电池电压等模拟信号。

2. ADC 转换过程

一次模数转换通常包括：

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采样 → 保持 → 量化 → 编码 → 数字值

采样：在某个时刻获取模拟电压。
保持：在转换期间让电压保持稳定。
量化：把连续电压映射到有限个等级。
编码：输出对应的二进制数字。

3. 三个关键参数

参数	含义
分辨率	ADC 可区分的最小电压变化。12 位 ADC 有 `2^12 = 4096` 个等级。
参考电压	ADC 的测量基准。例如参考电压为 3.3V，通常可测量 0V 到 3.3V。
转换速率	每秒可完成的转换次数，单位常为 SPS。

以 12 位、3.3V 参考电压为例，每个等级约为：

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3.3V / 4096 ≈ 0.806mV

注意：分辨率不等于精度。分辨率表示划分得有多细，精度表示测量值离真实值有多近。

4. RT-Thread ADC 设备模型

RT-Thread 使用统一接口屏蔽不同芯片 ADC 寄存器和驱动的差异：

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应用程序
   ↓
ADC 设备管理接口
   ↓
ADC 设备驱动框架
   ↓
芯片 ADC 驱动
   ↓
硬件 ADC

驱动层需要适配 ADC 的使能、转换、获取分辨率和参考电压等操作，并注册为 adc0、adc1 等设备。

5. 常用 API

接口	作用
`rt_device_find()`	根据名称查找 ADC 设备
`rt_adc_enable()`	使能指定 ADC 通道
`rt_adc_read()`	读取指定通道的原始采样值
`rt_adc_disable()`	关闭指定 ADC 通道

6. 标准使用流程

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查找 ADC 设备 → 使能通道 → 读取采样值 → 换算电压 → 关闭通道

示例：读取 adc1 的第 5 通道，并换算为毫伏。

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#define ADC_DEV_NAME     "adc1"
#define ADC_CHANNEL      5
#define ADC_BITS          12
#define VREF_MV           3300

rt_adc_device_t adc_dev;
rt_uint32_t raw_value;
rt_uint32_t voltage_mv;

adc_dev = (rt_adc_device_t)rt_device_find(ADC_DEV_NAME);
if (adc_dev != RT_NULL)
{
    rt_adc_enable(adc_dev, ADC_CHANNEL);

    raw_value = rt_adc_read(adc_dev, ADC_CHANNEL);
    voltage_mv = raw_value * VREF_MV / (1U << ADC_BITS);

    rt_kprintf("voltage: %d mV\n", voltage_mv);

    rt_adc_disable(adc_dev, ADC_CHANNEL);
}

代码解析： rt_device_find() 查找名为 adc1 的 ADC 控制器，返回 RT_NULL 说明设备不存在；rt_adc_enable() 打开第 5 通道；rt_adc_read() 得到原始转换值。示例假设 ADC 为 12 位、参考电压为 3300mV，因此用 raw_value * 3300 / 4096 换算为毫伏。读取结束后调用 rt_adc_disable() 关闭通道。实际项目中应根据芯片和板卡的真实分辨率、参考电压修改宏定义。

电压换算公式：

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实际电压 = 采样值 × 参考电压 / 2^分辨率位数

总结

ADC 用于把"电压"变成"数字"。在 RT-Thread 中，应用层只需掌握：

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find → enable → read → convert → disable