4. ADC读取电位器电压

任务目标

本案例使用 Arm Cortex-M55 内核开发板（以 Arduino Nano 33 BLE Sense 为例）的片上 ADC 外设，采集电位器分压产生的模拟电压，将 12 位 ADC 原始值转换为实际电压值（单位：mV），并通过串口以可读文本形式周期性输出。

硬件连接

• 电位器两端分别接 3.3V 与 GND
• 电位器中间抽头接开发板 A0 引脚（对应 ADC 通道 0）
• 开发板通过 USB 连接电脑，用于串口监视与供电

完整代码

#include <Arduino.h>

// Arduino Nano 33 BLE Sense 的 A0 对应 ADC 通道 0
// 参考电压 3.3V，12 位分辨率（0~4095）
const int adcPin = A0;
const float vref = 3.3f;
const int adcMax = 4095;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // 等待串口稳定（原生 USB 需要）
  while (!Serial);
  pinMode(adcPin, INPUT);
  analogReadResolution(12);  // 显式设置 12 位分辨率
  Serial.println("ADC Potentiometer Reader Ready");
}

void loop() {
  int raw = analogRead(adcPin);          // 读取 12 位原始值
  float voltage = (float)raw * vref / adcMax;  // 转换为电压
  int voltage_mv = (int)(voltage * 1000.0f);   // 转为整数 mV

  // 串口输出：原始值 + 电压值
  Serial.print("Raw: ");
  Serial.print(raw);
  Serial.print(" | Voltage: ");
  Serial.print(voltage_mv);
  Serial.println(" mV");

  delay(200);  // 5Hz 采样率
}

编译与烧录

1. 安装 Arduino IDE（≥1.8.13）或 Arduino CLI
2. 在 开发板管理器 中安装 Arduino Mbed OS Nano Boards 板级支持包
3. 选择开发板：Arduino Nano 33 BLE Sense
4. 将上述代码粘贴到编辑器，点击 上传 烧录到开发板

运行与验证

1. 打开 串口监视器（波特率 115200）
2. 观察输出，应看到类似以下格式的周期性数据：

Raw: 2048 | Voltage: 1650 mV
Raw: 2048 | Voltage: 1650 mV

（以上为预期输出示例，实际数值取决于电位器位置）

3. 判定通过标准：

• 旋转电位器旋钮，串口输出的 Raw 值应在 0~4095 范围内连续变化
• 电压值应随旋钮转动单调变化，且始终处于 0~3300 mV 区间
• 当旋钮旋至一端时，Raw 接近 0，电压接近 0 mV；旋至另一端时，Raw 接近 4095，电压接近 3300 mV

常见问题

• 串口无输出：确认代码中 while(!Serial) 已执行（原生 USB 需要等待枚举），并检查串口监视器波特率是否为 115200
• 数值跳变剧烈：检查电位器接线是否牢固，或尝试在 analogRead 后增加 10ms 延时稳定信号
• 电压上限不足 3300mV：确认开发板供电为 3.3V（Nano 33 BLE 的 VIN 引脚供电时 AREF 为 3.3V），若使用 5V 供电需调整 vref 常量