基于Proteus的Arduino学习05-片内ADC与电压表

这次我们利用片内ADC测量电压，做一个串口输出的电压表。

首先了解一下Arduino UNO的ADC情况。

Arduino UNO拥有6路模拟输入：标号A0至A5，每一路具有10位的分辨率（即输入有1024个不同值），默认输入信号范围为0到5V，可以通过AREF调整输入上限。AREF：模拟输入信号的参考电压。【文献1】

分辨率是ADC的一个重要指标，一般以位数来说明，比如为N位，就是将参考电压分成2的N次方份，每一份即为可以测量的最小变化量。Arduino UNO的ADC为10位，默认参考电压为5V，则可分辨的最小变化量为0.00488V，约为0.005V。

由上面可知，可测量的最小变量由分辨率和参考电压决定。Arduino的片内ADC均为10位，当我们需要测量更小的最小变量时，可以通过更改AREF管脚的电压来改变参考电压。

硬件方面，和第四节一样，我们在Arduino UNO实验板上添加"POT-HG"电位器，并将其中间端接至A0口，如图1所示。此处需要注意，AREF需要接至+5V。

图1 修改后的Arduino UNO实验板

软件方面，我们打开Arduino IDE自带例程"AnalogReadSerial"，如图2所示。

图2 打开例程“AnalogReadSerial”的界面

需要将例程作部分修改，修改后的程序如下所示。

int sensorValue=0;//AD转换后的数字量

float float_sensorValue;//把10位数字量换算成浮点电压量

void setup() {

Serial.begin(9600); //定义串口波特率为9600

}

void loop() {

sensorValue = analogRead(A0); //读取A0口电压值

float_sensorValue=(float)sensorValue/1023*5.00; //换算为浮点电压值

Serial.println(float_sensorValue,2); //保留两位小数发送数据

delay(1000); // 一秒刷新一次

}

编译好了之后，下面我们进行仿真。调节电位器的阻值，观察串口输出的数据，并与虚拟电压表进行比较。不同阻值下，串口输出的电压值：当电压为0V时，如图3所示，当电压为5V时，如图4所示；当电压为1.45V时，如图5所示；当电压为2.60V时，如图6所示。

图3 电压为0V时串口输出电压

图4 电压为5V时串口输出电压

图5 电压为1.45V时串口输出电压

图6 电压为2.60V时串口输出电压

最后，附上视频。

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