一 本节介绍
📝本节我们将学习如何在立创·庐山派K230-CanMV开发板和立创·庐山派Lite-K230D-CanMV开发板上使用 ADC（模数转换器）功能，通过 ADC 引脚读取外部电压值。
1.1 学习目标
🏆学习目标
1️⃣ 理解 ADC（模数转换器）的基本概念：分辨率、采样率、参考电压。
2️⃣ 了解开发板上 ADC 的硬件接口位置和接线方式。
3️⃣ 学会使用 machine.ADC 模块读取模拟电压值，并在 IDE 终端打印输出。
4️⃣ 知道本章代码如何通过 get_board_info() 同时适配两种开发板，不需要手动改通道号。
1.2 重点提示
⚠️注意！
- ADC 输入电压绝对不能超过 1.8V！超压会永久损坏芯片 ADC 模块,甚至会影响主控芯片本身，且不可修复。
- 接入外部电压前，务必用万用表确认电压在 0~1.8V 范围内。
- 不要将 3.3V 或 5V 电源直接接入 ADC 引脚。
二 软硬件准备
| 名称 | 数量 | 说明 |
|---|---|---|
| 立创·庐山派K230-CanMV开发板 / 立创·庐山派Lite-K230D-CanMV开发板 | 1 | 二选一，教程默认同时适配 |
| Type-C 数据线 | 1 | 用于供电和连接 IDE |
| 可调电阻（电位器） | 1 | 2K~10K 均可，用于产生可变电压 |
| FPC-6P 转 2.54 杜邦线转接板 | 1 | 连接开发板 ADC 座子 |
| FPC-6P 排线 | 1 | 连接开发板 FPC 座子到转接板 |
| 万用表（推荐） | 1 | 确认输入电压不超过 1.8V |
| 杜邦线 | 若干 | 连接电位器与 ADC 通道 |
固件要求：CanMV 最新版本（如代码报错请升级固件，参考快速入门文档）。
三 双板兼容说明
| 项目 | 立创·庐山派K230-CanMV开发板 | 立创·庐山派Lite-K230D-CanMV开发板 |
|---|---|---|
| 是否支持本节实验 | 支持 | 支持 |
| 芯片 ADC 通道总数 | 6 通道（ADC0~ADC5） | 3 通道（ADC0~ADC2） |
| FPC 座子引出通道 | ADC0~ADC3（4 通道） | ADC0~ADC2（3 通道） |
| ADC 分辨率 | 12 位（0~4095） | 12 位（0~4095） |
| 最大输入电压 | 1.8V | 1.8V |
| 采样率 | 1 MHz | 1 MHz |
| 接口类型 | FPC-6P 座子 | FPC-6P 座子 |
| 板卡适配方式 | get_board_info() 自动识别 | get_board_info() 自动识别 |
IMPORTANT
两板 FPC-6P ADC 座子的物理线序一致，但引出的有效通道数不同：立创·庐山派K230-CanMV开发板引出 ADC0~ADC3（4 通道），立创·庐山派Lite-K230D-CanMV开发板只引出 ADC0~ADC2（3 通道）。本教程默认使用 ADC 通道 0 进行演示，两板通用。
四 名词解释
| 名词 | 说明 |
|---|---|
| ADC | Analog-to-Digital Converter（模数转换器），将模拟电压信号转换为数字值 |
| 分辨率 | ADC 输出的数字位数，K230 为 12 位，即输出范围 0~4095 |
| 采样率 | 每秒采样次数，K230 为 1 MHz |
| 参考电压 | ADC 量程上限，K230 的参考电压为 1.8V |
| FPC | Flexible Printed Circuit（柔性印刷电路），开发板上用于引出 ADC 的排线接口 |
INFO
- ADC 就像一把精确的【电压尺】——它把连续变化的模拟电压，量化成一个数字告诉你。比如 K230 的 12 位 ADC 把 0~1.8V 切成 4096 份，如果读到的值是 2048，说明当前电压大约是 0.9V（一半量程）。
- 你可以把 ADC 想象成一个【电压温度计】：输入端接到被测电压，读数从 0 到 4095 变化，对应 0V 到 1.8V。
五 什么是ADC？
模数转换器（Analog-to-Digital Converter，简称 ADC）是一种将模拟信号（一般为连续的电压信号）转换为数字信号（离散的二进制数据）的外围设备。在嵌入式系统中，ADC 广泛应用于传感器数据采集、音频处理、工业控制等各种场景。
5.1 基本工作原理
模拟信号是一个随时间连续变化的量（例如传感器的电压输出），而数字信号只在有限的离散时间点上取值。ADC 的作用就是定时对模拟电压进行采样，并将每个采样点的电压值经过量化和编码后输出一个数字值。
一般步骤：
- 采样：在每个采样时刻，使用采样保持电路对输入模拟信号进行快速捕捉，获得瞬间电压值。
- 量化：将采样后的电压值映射到有限离散的电平。例如，K230 的 12 位 ADC 可以将 0~1.8V 分成 2^12 = 4096 个离散电平。
- 编码：将量化结果转换为对应的数字二进制码。例如，输入电压接近满量程的一半（0.9V）时，ADC 输出约为 2048。
5.2 ADC 的关键技术指标
| 指标 | K230/K230D | 说明 |
|---|---|---|
| 分辨率 | 12 位 | 输出 0~4095，位数越高精度越高 |
| 采样速率 | 1 MHz | 每秒采样 100 万次，足够绝大多数场景 |
| 参考电压 | 1.8V | 输入不可超过此值，由板载 LDO 提供 |
| 通道数 | K230 芯片 6 通道 / K230D 芯片 3 通道 | FPC 座子：K230 引出 4 通道（ADC0~ADC3），Lite 引出 3 通道（ADC0~ADC2） |
⚠️注意！
参考电压由板载 LDO 提供，同时也给芯片 RTC 部分供电。输入信号必须在 0~1.8V 范围内，超出可能导致 ADC 模块甚至芯片永久损坏。
六 开发板上的 ADC 接口
K230 处理器内部集成了一个 ADC 硬件模块，提供 6 个独立通道（ADC0~ADC5）。在开发板上通过一个 FPC-6P 座子引出部分通道供用户使用：立创·庐山派K230-CanMV开发板引出 ADC0~ADC3（4 通道），立创·庐山派Lite-K230D-CanMV开发板引出 ADC0~ADC2（3 通道）。
6.1 ADC 接口位置
两款开发板的 ADC 原理图和 FPC-6P 座子实际位置如下。每组图片采用统一高度展示，移动端可以左右滑动表格；点击图片可以在当前页面放大查看，再次点击、点击背景或按 Esc 即可关闭。
原理图对比：
| 立创·庐山派K230-CanMV开发板 ADC 原理图 | 立创·庐山派Lite-K230D-CanMV开发板 ADC 原理图 |
|---|---|
 |  |
ADC 接口实际位置对比：
| 立创·庐山派K230-CanMV开发板 FPC-6P 座子位置 | 立创·庐山派Lite-K230D-CanMV开发板 FPC-6P 座子位置 |
|---|---|
 |  |
6.2 FPC-6P 座子线序
| 引脚序号 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | 1.8V | 1.8V 参考电压输出（可作电位器供电） |
| 2 | GND | 接地 |
| 3 | ADC0 | 通道 0，0~1.8V |
| 4 | ADC1 | 通道 1，0~1.8V |
| 5 | ADC2 | 通道 2，0~1.8V |
| 6 | ADC3 | 通道 3，0~1.8V（仅 K230 板有效，Lite 无此通道） |
IMPORTANT
立创·庐山派K230-CanMV开发板的 FPC 座子引出了 ADC0~ADC3 共 4 个通道。立创·庐山派Lite-K230D-CanMV开发板的 K230D 芯片只有 3 个 ADC 通道（ADC0~ADC2），FPC 座子也只引出 ADC0~ADC2 共 3 个通道。
七 常用 API 说明
ADC 类属于 machine 模块，使用前直接导入即可，不需要 FPIOA 引脚配置（ADC 是专用引脚，不是 GPIO 复用）。
7.1 API 速查表
| API | 作用 | 参数 | 返回值 |
|---|---|---|---|
ADC(channel) | 创建 ADC 对象 | channel: 0~5（K230）/ 0~2（Lite） | ADC 实例 |
read_u16() | 读取采样原始值 | 无 | 0~4095（12位） |
read_uv() | 读取电压值（微伏） | 无 | 0~1800000（即 0~1.8V） |
最小示例：
from machine import ADC
adc = ADC(0) # 使用通道 0
print(adc.read_u16()) # 打印原始采样值（0~4095）
print(adc.read_uv()) # 打印电压值（微伏）7.2 用户可修改的参数
| 参数 | 位置 | 可调范围 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 通道号 | ADC(0) | 0~3（FPC引出） | K230 板芯片实际支持 0~5，Lite 只有 0~2 |
| 采样间隔 | time.sleep_ms(100) | 10~1000 ms | 越小采样越快，CPU 占用越高 |
| 电压转换 | read_uv() / 1000000 | — | 微伏转伏特 |
八 操作步骤
8.1 硬件接线
我们用一个可调电阻（电位器）来产生一个 0~1.8V 的可变电压，接入 ADC 通道 0 进行采样。
接线方式：
将电位器的三个引脚分别接入：
- 引脚 1（一端） → FPC 座子的 1.8V（第 1 脚）
- 引脚 3（另一端） → FPC 座子的 GND（第 2 脚）
- 引脚 2（中间/滑动端） → FPC 座子的 ADC0（第 3 脚）
这样旋转电位器，中间端输出的电压就会在 0~1.8V 之间变化。
注意
- 电位器的两端接 1.8V 和 GND，不是 3.3V 和 GND！用 3.3V 供电会导致中间端输出超过 1.8V，损坏 ADC。
- 如果手头没有电位器，也可以用两个阻串联分压，只要确保分压后电压不超过 1.8V。
- 建议接好线后先用万用表测量中间端电压，确认在安全范围内再接入开发板。
8.2 连接 IDE
- Type-C 数据线连接开发板和电脑。
- 打开 CanMV IDE K230，等待连接成功。
- 将下方代码复制到 IDE 中运行。
九 代码例程
9.1 统一版：持续读取 ADC 电压
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"""
ADC 持续读取电压（统一版）
- 自动适配 K230 和 Lite K230D
- 读取 ADC 通道 0 的采样值和电压值
- 每 100ms 采样一次，在 IDE 终端持续打印
"""
import time, os
from machine import ADC
def get_board_info():
board_id = os.uname()[-1]
if board_id == "k230_canmv_lckfb":
return {"board": "lushan_k230", "ADC_CH_MAX": 5}
else:
return {"board": "lushan_lite_k230d", "ADC_CH_MAX": 2}
BOARD = get_board_info()
print(f"[INFO] 板卡: {BOARD['board']}, ADC 通道范围: 0~{BOARD['ADC_CH_MAX']}")
# 实例化 ADC 通道 0
adc = ADC(0)
try:
while True:
os.exitpoint()
# 获取原始采样值（0~4095）
adc_value = adc.read_u16()
# 获取电压值（微伏）
adc_voltage_uv = adc.read_uv()
# 转换为伏特
adc_voltage_v = adc_voltage_uv / 1000000
print("ADC Value: %d, Voltage: %d uV, %.4f V" % (adc_value, adc_voltage_uv, adc_voltage_v))
time.sleep_ms(100)
except KeyboardInterrupt:
print("[INFO] 用户停止")9.2 持续读取 ADC 电压（分板代码）
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import time, os
from machine import ADC
# K230 支持 ADC(0)~ADC(5)，FPC 座子引出 ADC0~ADC3
adc = ADC(0)
try:
while True:
os.exitpoint()
adc_value = adc.read_u16()
adc_voltage_uv = adc.read_uv()
adc_voltage_v = adc_voltage_uv / 1000000
print("ADC Value: %d, Voltage: %d uV, %.4f V" % (adc_value, adc_voltage_uv, adc_voltage_v))
time.sleep_ms(100)
except KeyboardInterrupt:
print("[INFO] 用户停止")# 立创·庐山派-K230-CanMV开发板资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
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import time, os
from machine import ADC
# Lite K230D 只有 ADC(0)~ADC(2)，FPC 座子引出 ADC0~ADC2
adc = ADC(0)
try:
while True:
os.exitpoint()
adc_value = adc.read_u16()
adc_voltage_uv = adc.read_uv()
adc_voltage_v = adc_voltage_uv / 1000000
print("ADC Value: %d, Voltage: %d uV, %.4f V" % (adc_value, adc_voltage_uv, adc_voltage_v))
time.sleep_ms(100)
except KeyboardInterrupt:
print("[INFO] 用户停止")9.3 统一版：多通道扫描
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"""
ADC 多通道扫描（统一版）
- 自动适配 K230（扫描 ADC0~ADC3）和 Lite K230D（扫描 ADC0~ADC2）
- 每秒打印一次所有可用通道的电压值
"""
import time, os
from machine import ADC
def get_board_info():
board_id = os.uname()[-1]
if board_id == "k230_canmv_lckfb":
return {"board": "lushan_k230", "ADC_CH_MAX": 3} # FPC 引出 0~3
else:
return {"board": "lushan_lite_k230d", "ADC_CH_MAX": 2} # 芯片只有 0~2
BOARD = get_board_info()
print(f"[INFO] 板卡: {BOARD['board']}, 扫描通道: ADC0~ADC{BOARD['ADC_CH_MAX']}")
# 创建所有可用通道的 ADC 对象
channels = []
for ch in range(BOARD["ADC_CH_MAX"] + 1):
channels.append(ADC(ch))
try:
while True:
os.exitpoint()
print("--- ADC 扫描 ---")
for i, adc in enumerate(channels):
voltage_v = adc.read_uv() / 1000000
print(f" CH{i}: {adc.read_u16():4d} ({voltage_v:.4f} V)")
print("")
time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
print("[INFO] 用户停止")十 代码说明
10.1 单通道读取解析
代码核心逻辑非常简单：
- 导入 ADC：
from machine import ADC，不需要 FPIOA 配置（ADC 是专用引脚，不走 GPIO 复用）。 - 实例化通道：
adc = ADC(0)创建通道 0 的对象。 - 读取数据：循环中交替调用
read_u16()（原始值）和read_uv()（微伏值），两种形式二选一都可以，本教程两种都演示了。 - 单位转换：
read_uv()返回微伏（0~1800000），除以 1000000 就是伏特。
为什么用 os.exitpoint()？
和前面 UART/PWM 章节一样，这是 CanMV IDE 的"停止检查点"。循环中加上它，点击 IDE 的停止按钮就能立即中断脚本，不然可能要等很久或强制断电。
能改哪里？
- 把
ADC(0)的0改成1/2/3（K230 还可以用4/5），对应不同通道 - 把
time.sleep_ms(100)改小，采样更快（最快可以去掉延时，靠 ADC 本身 1MHz 速率） - 如果只关心电压不关心原始值，直接用
read_uv()即可
10.2 多通道扫描解析
多通道扫描的关键设计：
- 通过
get_board_info()获取可用通道上限：K230 的 FPC 引出 ADC0~ADC3，Lite 的 FPC 引出 ADC0~ADC2。 - 用循环创建 ADC 对象列表：
for ch in range(max+1)自动适配通道数，不需要硬编码。 - 遍历打印：每秒扫描一次所有通道，打印原始值和对应电压。
这个例程适合用来快速检测哪个通道接了东西、哪个通道是空悬的（空悬通道读数会有随机波动）。
十一 实际运行效果
运行 持续读取 ADC 电压 例程，旋转电位器到大约 0.65V 的位置，CanMV IDE 终端会持续打印类似如下内容：
[INFO] 板卡: lushan_k230, ADC 通道范围: 0~5
ADC Value: 1479, Voltage: 650127 uV, 0.6501 V
ADC Value: 1480, Voltage: 650565 uV, 0.6506 V
ADC Value: 1478, Voltage: 649689 uV, 0.6497 V
ADC Value: 1481, Voltage: 651003 uV, 0.6510 V
...旋转电位器，数值会实时跟随变化：
- 旋到最小（GND 端）：接近
ADC Value: 0, Voltage: 0 uV, 0.0000 V - 旋到最大（1.8V 端）：接近
ADC Value: 4095, Voltage: 1800000 uV, 1.8000 V
十二 常见问题
Q1：读出来的电压值一直是 0 或始终不变？
可能原因：
- 电位器没有正确接线（中间端没接到 ADC 通道）。
- FPC 线没插好，或者 FPC 转接板方向反了。
- 使用了超出板卡范围的 ADC 通道号（Lite K230D 只支持 ADC0~ADC2）。
解决办法：
- 用万用表直接测量 FPC 转接板上 ADC0 引脚的电压，确认有电压变化。
- 检查 FPC 线插入方向（金手指朝向一致）。
- Lite K230D 用户请使用 ADC(0)、ADC(1) 或 ADC(2)，FPC 座子上只引出了这 3 个通道。
Q2：读数波动很大、不稳定？
可能原因：
- ADC 引脚悬空（没接任何东西），悬空引脚会拾取环境噪声。
- 电位器接触不良，或杜邦线接触氧化。
- 采样间隔太短，没有给 ADC 足够的建立时间。
解决办法：
- 确认 ADC 引脚确实连接了电压源（不要悬空测试）。
- 更换杜邦线或重新焊接电位器引脚。
- 可以在代码中多次采样取平均值来滤波：
samples = [adc.read_u16() for _ in range(10)]
avg = sum(samples) // len(samples)Q3：超过 1.8V 会怎样？ADC 坏了能修吗？
超过 1.8V 的输入电压会击穿 ADC 模块的输入保护结构，永久损坏该通道甚至整个 ADC 模块。损坏后无法维修，只能更换芯片（开发板级别相当于报废）。
预防措施：
- 使用 FPC 座子上引出的 1.8V 给电位器供电（而不是 3.3V 或 5V）。
- 接入任何外部传感器前，先用万用表确认其输出电压范围在 0~1.8V 内。
- 如果传感器输出超过 1.8V，必须在外部做分压（电阻分压）或稳压（LDO）处理后再接入。
Q4：Lite K230D 为什么只有 3 个 ADC 通道？
这是 K230D 芯片本身的设计——K230D 相比 K230 裁剪了部分外设资源以降低成本和封装面积（SiP 集成方案），ADC 通道从 6 个减为 3 个（ADC0~ADC2）。因此立创·庐山派Lite-K230D-CanMV开发板的 FPC 座子也只引出了 ADC0~ADC2 共 3 个通道，比 K230 板少一个 ADC3。
十三 总结
本节我们学习了 ADC 模数转换的基础知识和实际使用方法：
- 理解了 ADC 的工作原理——把连续的模拟电压"量化"成离散的数字值。
- 掌握了开发板 FPC-6P 座子的接线方式和通道分配。
- 学会了通过
machine.ADC模块读取电压，两种形式（原始值 / 微伏值）按需选用。 - 了解了两板的差异：K230 芯片 6 通道、Lite K230D 芯片 3 通道，FPC 座子 K230 引出 ADC0~ADC3、Lite 引出 ADC0~ADC2。
后续可以尝试的扩展方向：
- 接入光敏电阻，做一个简易光照强度检测器
- 接入热敏电阻（NTC），做一个温度采集器
- 接入电位器摇杆模块，做一个双轴模拟摇杆输入设备
- 接入土壤湿度传感器（注意分压到 1.8V 以内）
- 多通道同时采集，做简易数据记录器