模拟数据读取函数有哪些

简介: 模拟数据读取函数主要用于测试和开发阶段,常见的有:numpy的random系列函数、pandas的DataFrame.sample()、Python内置的random模块等。这些函数可以生成随机或样本数据,方便快捷地进行数据处理和算法测试。
  1. analogRead()函数(最常用)

    • 功能描述:用于从Arduino板上的模拟输入引脚读取模拟信号,并将其转换为数字值。
    • 工作原理:Arduino的模拟 - 数字转换器(ADC)将模拟输入引脚(如Uno板上的A0 - A5引脚)上的电压值转换为一个0 - 1023范围内的整数。这个整数与输入的模拟电压成比例关系。例如,对于0 - 5V的输入电压范围,0V会被转换为0,5V会被转换为1023。
    • 语法格式analogRead(pin),其中pin是要读取的模拟输入引脚编号。
    • 示例代码
      int analogPin = A0;  // 定义模拟引脚A0
      int sensorValue;     // 用于存储读取的模拟值
      void setup() {
      Serial.begin(9600);  // 初始化串口通信,波特率为9600
      }
      void loop() {
      sensorValue = analogRead(analogPin);
      Serial.println(sensorValue);
      delay(100);
      }
      
    • 在这个示例中,在setup()函数中设置了串口通信。在loop()函数中,通过analogRead(analogPin)读取模拟引脚A0的模拟值,将其存储在sensorValue变量中,然后使用Serial.println(sensorValue)将这个值发送到串口监视器,并且通过delay(100)函数暂停100毫秒,这样就可以持续地读取并发送模拟数据。
  2. 外部库扩展的模拟读取函数(以ADS1115库为例)

    • 功能描述:当需要更高精度的模拟数据读取或者更多的模拟输入通道时,可以使用外部的模拟 - 数字转换芯片,如ADS1115。Arduino可以通过相应的库来控制这些芯片进行模拟数据读取。
    • 工作原理:ADS1115是一个16 - bit的高精度模拟 - 数字转换器,它通过I2C接口与Arduino通信。通过安装和使用相应的库(例如Adafruit_ADS1x15库),可以在Arduino上方便地读取ADS1115芯片的模拟输入。
    • 语法格式(以Adafruit_ADS1x15库为例)
    • 首先需要包含库文件#include <Adafruit_ADS1x15.h>
    • 然后创建一个Adafruit_ADS1115 ads;对象(假设使用ADS1115芯片)。
    • 可以使用ads.readADC_SingleEnded(channel)函数来读取指定通道的模拟数据,其中channel是ADS1115芯片上的模拟输入通道编号(0 - 3)。
    • 示例代码
      #include <Adafruit_ADS1x15.h>
      #define I2C_ADDRESS 0x48  // ADS1115的I2C地址
      Adafruit_ADS1115 ads;
      void setup() {
      Serial.begin(9600);
      if (!ads.begin(I2C_ADDRESS)) {
        Serial.println("Failed to initialize ADS1115.");
        while (1);
      }
      }
      void loop() {
      int16_t adc0 = ads.readADC_SingleEnded(0);
      Serial.print("ADC Value on Channel 0: ");
      Serial.println(adc0);
      delay(100);
      }
      
    • 在这个示例中,首先包含了Adafruit_ADS1x15库。在setup()函数中,初始化串口通信,并且尝试初始化ADS1115芯片。如果初始化失败,会在串口监视器中显示错误信息并停止程序。在loop()函数中,使用ads.readADC_SingleEnded(0)读取ADS1115芯片的通道0的模拟数据,将其存储在adc0变量中,然后将这个值发送到串口监视器,并且通过delay(100)暂停100毫秒,从而实现持续读取。
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