stm 32 mbed 入门教程（五）-----模拟输入

一.Introduction(介绍)

在之前的教程中，我们学会了使用数字输出（DigitalOut）去控制引脚的直接状态，以及用数字输入（DigitalIn）做数字开关，但是数字输入输出代表的逻辑数值只能是0和1。那么有没有什么操作可以表示0-1之间的数值呢？------>今天的主题：模拟输入和输出（AnalogIn AnalogOut）

二.AnalogIn（模拟输入）

从理论上来说，模拟输入输出涉及到的底层原理是ADC和DAC的相关内容，但是其中的相关知识相对来说会比较繁琐，而本期入门级别的教程主要目的在于直接能够使用mbed去做一些实际的事情所以这里就会略讲底层原理。

Use the AnalogIn API to read an external voltage applied to an analog input pin. AnalogIn() reads the voltage as a fraction of the system voltage. The value is a floating point from 0.0(VSS) to 1.0(VCC). For example, if you have a 3.3V system and the applied voltage is 1.65V, then AnalogIn() reads 0.5 as the value.

stm32 mbed 官网中给出的AnalogIn如上，具体意思为在程序中AnalogIn函数读取的值为0-1的浮点数类型的值，加入在一个3.3v总电压的系统中，如果AnalogIn读取的值为0.5，那么系统中应用的电压则为1.65v（3.3*0.5）

那么经过这个例子我们可以很清楚的理解其实就是占比问题，这里有点像我们pwm中占空比。但是为什么能这样做呢？真的能这么准确的分配吗？

这张图代表的是3bit的ADC。所以总共我们可以讲一个系统分成2的3次方份，也就是8份，假设系统为3.3v，那么3.3/8则为每一步的步长，那么在一个步长之内的电压值就会被定义为对应的数字。所有是存在误差的。那么我们如何减小误差呢？很简单，就是增大系统的bit，如果是12bit，那么总共台阶就为2的12次方bit，步长也就会减小，对应的误差也就会减小。

下面是官方给的example

/*
 * Copyright (c) 2017-2020 Arm Limited and affiliates.
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 */

#include "mbed.h"

// Initialize a pins to perform analog input and digital output functions
AnalogIn   ain(A0);
DigitalOut dout(LED1);

int main(void)
{
    while (1) {
        // test the voltage on the initialized analog pin
        //  and if greater than 0.3 * VCC set the digital pin
        //  to a logic 1 otherwise a logic 0
        if (ain > 0.3f) {
            dout = 1;
        } else {
            dout = 0;
        }

        // print the percentage and 16 bit normalized values
        printf("percentage: %3.3f%%\n", ain.read() * 100.0f);
        printf("normalized: 0x%04X \n", ain.read_u16());
        ThisThread::sleep_for(200);
    }
}

 首先我们先要定义一个AnalogIn的引脚，然后同理对这个引脚进行个性化命名。那么这个能进行AnalogIn也是有讲究的，如下图：

 

 这里面引脚信息具有ADC的都能够进行AnalogIn。

应用：AnalogIn的应用可以说是非常的广泛：一般来说我们使用传感器与mbed进行交互，比如电位计，温湿度计，声音传感器，都是需要从传感器传给mbed的，所以这些都是应用AnalogIn。