Arduino 的模擬功能：如何在您的下一個設計中使用這些模擬功能

　　在嵌入式設計方面無論您是專家還是新手，您都會充分體會到 Arduino 開放式硬件平臺的模擬輸入和輸出通道是如何讓您的項目與“現實世界”輕松相連的。 利用這些模塊您能輕松連接 MCU 的多通道輸入，能監視電壓，讀取各種各樣的模擬傳感器或者采樣波形數據。

　　盡管 MCU 的數模轉換器的分辨率和轉換速度相對來講不是很高，但也能很好地用于許多常見應用——從照明或者電機控制到驅動放大器的增益偏置。 本文將介紹 Arduino 模擬功能的基本軟硬件資源組成，并說明如何在您的下一個設計中使用這些資源。

　　如您還不熟悉 Arduino，請閱讀 TechZone 中《讓 Arduino 開源平臺為您的創造力插上翅膀》一文，進行全面了解。

　　為模擬而生

　　Arduino 秉承讓數字技術輕松地運用到現實應用中這一理念，推出 Arduino 硬件平臺，以實現將大多數模擬功能植入 Atmel 多功能 ATmega 8 位 MCU 系列。 在 Arduino 平臺上使用的所有 ATmega 變體均有一個片載多通道模數轉換器 （ADC）。 該 ADC 具有 10 位分辨率，能以 0 到 1023 的整數方式實現高達每秒 15，000 次的采樣速率。 大多數 AVR MCU 支持 6 個模擬輸入通道，而一些變體則可支持 8 和 16 個輸入。 盡管模擬引腳的主要功能是讀取模擬輸入，但也可配置成數字式通用輸入/輸出 （GPIO） 引腳。 可根據需要為模擬引腳配備可選擇上拉電阻器，且采用與 MCU 數字引腳相同的上拉配置方法。

　　雖然一些 AVR MCU 采用了數模轉換器 （DAC），但在現有的這一代 Arduino 板上的 MCU 系列均能通過快速轉換其數字 I/O 引腳來產生脈寬調制 （PWM） 信號，以提供模擬輸出。 每個 PWM 輸出的 490 Hz（大約）方波的占空比經過編程后，能提供一個大小為 0 至 5 V、周期為 256 毫秒、增量為 2 毫秒的等效 RMS 電壓（圖 1）。 Arduino 的輸出功能盡管在某種程度上受到一定限制，但可執行如驅動 LED 或控制電機等許多任務。