Arduino Analog

Arduino的优势在于对数字信号的识别和处理，但我们所生活的真实世界并不是数字（digital）化的，简单到只要用0和1就能够表示所有的现象。例如温度这一我们已经司空见惯的概念，它只能在一个范围之内连续变化，而不可能发生像从0到1这样的瞬时跳变，类似这样的物理量被人们称为是模拟（analog）的。Arduino是无法理解这些模拟量的，它们必须在经过模数转换后变成数字量后，才能被Arduino进一步处理。

像温度这样的数据必须先被转换成微处理器能够处理的形式（比如电压），才能被Arduino处理，这一任务通常由各类传感器（sensor）来完成的。例如，电路中的温度传感器能够将温度值转换成0V到5V间的某个电压，比如0.3V、3.27V、4.99V等。由于传感器表达的是模拟信号，它不会像数字信号那样只有简单的高电平和低电平，而有可能是在这两者之间的任何一个数值。至于到底有多少可能的值则取决于模数转换的精度，精度越高能够得到的值就会越多。

Arduino所采用的ATmega8微处理器一其有6个模数转换器（ADC，Analog to Digital Converter），每一个模数转换器的精度都是10bit，也就是说能够读取1024（2^10 = 1024）个状态。在Arduino的每一个模拟输入管脚上，电压的变化范畴是从0V到5V，因此Arduino能够感知到的最小电压变化是4.8毫伏（5/1024 = 4.8mV）。

电位计（potentiometer）是一种最简单的模拟输入设备，它实际上就是一个可变电阻箱，通过控制滑块所在的位置我们可以得到不同的电压值，而输入信号正是从滑块所在的位置接入到电路中的。

在Arduino中，对模拟输入端口不需要调用pinMode()函数将其指定为输入或者是输出模式，这点同数字I/O端口是有所不同的。

通过旋转电位计的轴，我们能改变电位计中间那根连线同地之间的电阻量，从而也就能改变从模拟输入的5号管脚上所读入的模拟量的值。当电位计完全旋转到头时，输入到模拟输入管脚上的电压为0V，用analogRead()函数读出的值为0；当电位计完全旋转到另一头时，输入到模拟I/O管脚上的电压为5V，此时用analogRead()函数读出的值为1023；当电位计旋转到中间的某个位置时，输入到模拟输入管脚上的电压是0V到5V之间的某个值，而用analogRead()函数读出的则是位于0到1023之间的某个对应值。读出的模拟量在我们的实验中被用来确定发光二极管点亮和熄灭的时间，以反映模拟量的变化。

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