ESP8266_22基于自身ADC的电压采样

这一节内容比较简单，就是电压采样，在传统设计中应用还是比较多的。首先看下支持ADC采样的管脚，找到你手里模块的原理图，我的如下所示：

如上所示，U1的2脚为ADC管脚，而且整个模块有且仅有这一个电压采集管脚。CDS1是一个光敏电阻，它和R1组成一个分压电路。不同强度的光照在CDS1上时，会导致它的阻值变化，最终导致ADC管脚上的电压发生变化。

那么，关于ESP8266的ADC，相关的性能参数有哪些？

可以打开手册：2c-esp8266_sdk_api_guide_cn_v1.5.4，在第26页，有几个ADC相关的函数，我们截取其中一个，看一下：

首先是电压的输入范围，也就是ADC的量程:0~1.0V，相比传统单片机的0~3.3V小了很多。

然后是分辨率：1/1024V。从这个参数可以知道，这是个10位的AD，只是不知道为何，量程这么小。

接着是三点注意事项：

1、ADC读取管脚电压时，需确保管脚连接了外部电路，且没有超过量程。

这一点很好理解，根据输入电压设计相应的分压电路，接过来就行了。

2、读取电压之前，需要修改esp_init_data_default.bin文件中的第107byte的值，改为VDD3P3管脚3和4上的真实电源电压值。

先说修改esp_init_data_default.bin文件，这个其实很简单，因为这个文件是我们烧录到ESP8266里面的，所以只要找到文件位置，用修改flash的函数改一下就行。

接下来这句话可能理解起来有点绕，这个VDD3P3管脚3和4是啥？模块上没有这两个管脚啊~

还记得我在前言里面提到过的，ESP8266是乐鑫的芯片，安信可做的模组封装。所以本文上面的原理图截图其实是模块的管脚分布，并不是真实的芯片管脚。真实的模块内部的芯片原理图是什么样？我这里截取其中一部分，看一下：

懂？很简单。

3、第107byte的值的单位是0.1V，有效取值范围是18~38.

这个就很好理解了，第二点已经说了，第107byte写入的是VDD3P3管脚的电压。而我们常用的供电电压是3.3V，所以要写入的值是33。因为单位是0.1V，33*0.1V得到3.3V。

接下来看一下这三个函数，system_adc_read() 刚才已经看了，它的功能就是读取ADC电压值，很简单，直接调用读取就行。

然后是system_get_vdd33()，我们看一下截图：

简单来说，是用来测量VDD3P3管脚上的电压的，可以理解为获取当前的工作电压。工作前提必须要确保ADC管脚悬空，同时确保esp_init_data_default.bin的第127byte值为0xFF。

还有一个函数，快速高精度的AD采样，因为篇幅比较长，这里不截图了，我总结一下。先看函数结构：

system_adc_read_fast(uint16 *adc_addr, uint16 adc_num, uint8 adc_clk_div)

注意事项和函数system_get_vdd33()类似，要限制输入电压值、修改107byte的值为VDD3P3，不同的地方在于，使用快速采样函数的时候，要关闭wifi和所有中断。

参数1：uint16 *adc_addr，ADC连续采样输出的地址指针

参数2：uint16 adc_num，ADC连续采样的点数，范围1~65535

参数3：uint8 adc_clk_div，ADC工作时钟=80M/ adc_clk_div，输入范围8~32，建议值8.

假设我们要连续采样50次，那么可以定义一个50个元素的数组，把数组首地址给参数1，数组大小给参数2，参数3没有特殊情况的话默认输入8.

所以，用过带DMA功能的ADC的童鞋，会发现用法很相似。

接下来进入演示部分，以之前的串口程序为模版，增加AD采样功能，得到的AD值通过串口助手打印输出。代码比较简单，直接看一下主函数部分：

void ICACHE_FLASH_ATTRuser_init(void){
    partition_item_t partition_item;
    uint16 vdd33 = 33;
    uint32 flash_r_w[1024];
    uart_init(BIT_RATE_115200, BIT_RATE_115200);

    spi_flash_read(0x1fc*4096, flash_r_w, 4096);
    flash_r_w[107/4] = flash_r_w[107/4] & !(0xff<<((107%4)*8));
    flash_r_w[107/4] = flash_r_w[107/4] | 33;
    spi_flash_erase_sector(0x1fc);
    spi_flash_write(0x1fc*4096,flash_r_w,4096);

    system_init_done_cb(system_done);
}

前几行比较简单，就是串口初始化。

接下来就到了修改esp_init_data_default.bin文件中的地方，该文件的地址为什么是0x1fc？

第二节讲程序烧录的时候，曾经说过每个文件的地址，如图：

我的模块是16Mbit的，esp_init_data_default.bin文件的起始地址是0x1fc000，0x1000等于10进制的4096，所以0x1fc000=0x1fc*4096。

而我们要修改的是该文件的第107byte，而读写flash必须要4字节对齐，所以后面对107做了一些换算。理解不了的建议看一下第八节。

VDD33是前面定义的变量，值为33，对应3.3V的供电电压。

很简单吧？

系统初始化完成的回调函数里，我定义了一个软件定时器，每隔3秒读取一次ADC的电压值，并通过串口打印出来：

void system_done(){
       wifi_station_disconnect();
       os_timer_disarm(&LED_timer);
       os_timer_setfn(&LED_timer, (os_timer_func_t *)ADC_OUTPUT, NULL);
       os_timer_arm(&LED_timer, 3000, 1); 
}void ADC_OUTPUT(){
       static adc_value = 0;
       adc_value = system_adc_read();
       os_printf("adc_value is %d\n", adc_value);
}

细心的人会发现定义定时器之前有一行代码：

       wifi_station_disconnect();

这是因为我的模块之前保存了某个环境下的wifi账号、密码。即便主函数里没有要求模块连接wifi，上电后它还是会自动连接，并打印相关信息。所以，加入这一行代码，让它不再连接。

这就完了？是的，so easy!

程序修改完成，保存、清理、编译、下载一条龙，然后重新上电。这里借助串口助手来查看效果。设备上电之后，效果如下所示：

如图所示，上电后开始输出ADC采集到的电压值，前面两个是200多，后面我用手挡住光敏电阻，导致光敏电阻阻值变大，R1分压得到的电压变小，只有40多。

实验完成。

链接：

https://pan.baidu.com/s/1yueZQpULiDklHK22TPqsqA

提取码：tcfa