第8章：硬件适配层应用——ADC

本章导读

前面所有输入（按键）都是"数字"的：按下/松开，两个值。但现实世界的传感器大多输出连续变化的模拟量——光线多亮？压力多大？电压多高？

**ADC（模数转换器）**就是把"连续电压"变成"数字"的桥梁。CC2530 自带 12 位 ADC，HAL 又把它封装成了一个 API。本章先对照原理图看 GEC2530 底板的传感器都接在哪些 ADC 通道，再动手完成"按键 → ADC 采样 → 屏幕显示 + 串口发送"的完整实验。

一、先看电路：GEC2530 底板的传感器（对照原理图）

打开原理图 Sheet 5（GPIO_SENSOR），可以看到 4 类传感器：

text

┌────────────────────────────────────────────────┐
│ 光敏传感器：R26(10K 可调) + R28(10K) + 光敏管 CS ── R30(0Ω) ── P0_5 │
│ DHT11 温湿度：J5 接口 ── R29(0Ω) ── P0_4（数字单总线）            │
│ 压力传感器：U6 MPXV5010GC6U(VOUT) ── R34(0Ω) ── P0_0              │
│ 三轴加速度：U7 MMA7455（I2C：SCL/SDI/SDO）─ R33/R35/R36(0Ω) ── P1_4/P1_7/P2_0 │
└────────────────────────────────────────────────┘

传感器	型号	信号类型	接口引脚
光敏传感器	光敏二极管 CS	模拟电压（ADC）	P0_5
温湿度传感器	DHT11	数字单总线	P0_4
压力传感器	MPXV5010GC6U（U6）	模拟电压（ADC）	P0_0
三轴加速度传感器	MMA7455（U7）	数字 I2C	P1_4 / P1_7 / P2_0

重点理解：

哪些走 ADC？ 只有输出"连续电压"的传感器才需要 ADC：光敏（P0_5）和压力（P0_0）。DHT11、MMA7455 是数字接口（单总线/I2C），芯片内部自己完成了转换，直接读数据即可；
光敏电路怎么工作的？ 光敏管 CS 的阻值随光照变化 → 与 R26/R28 分压 → P0_5 上的电压随光照变化 → ADC 把电压变成数字。调节 R26（可调电阻）可以改变采样范围；
与 TI 原版板子的差异（易错点）：原站实验代码用 HAL_ADC_CHANNEL_7（P0_7）读光敏，那是 TI 官方板的接法；GEC2530 底板的光敏在 P0_5（通道 5）——写代码时务必按自己板子的原理图选通道。

二、HAL ADC API 简介

HAL 提供了完善的 ADC 驱动 API，定义在 hal_adc.h / hal_adc.c 中。

① 核心 API：HalAdcRead()

/*
 * 在指定分辨率下读取指定 ADC 通道的值
 *
 * @param channel    - 通道号 0 ~ 7，分别对应 CC2530 的 P0_0 ~ P0_7 引脚
 * @param resolution - 采样精度（分辨率）
 */
extern uint16 HalAdcRead ( uint8 channel, uint8 resolution );

一次调用，完成"选通道 + 启动采样 + 读结果"三件事——HAL 把寄存器操作全封装了。

② 分辨率参数（resolution）

#define HAL_ADC_RESOLUTION_8   0x01   // 8 位精度
#define HAL_ADC_RESOLUTION_10  0x02   // 10 位精度
#define HAL_ADC_RESOLUTION_12  0x03   // 12 位精度
#define HAL_ADC_RESOLUTION_14  0x04   // 14 位精度

ADC 分辨率宏定义

分辨率越高，数字越精细（8 位范围 0~255，12 位范围 0~4095），但转换时间略长。普通传感器 8~10 位够用。

③ 通道参数（channel）

#define HAL_ADC_CHANNEL_0  0x00   // P0_0（GEC2530：压力传感器）
#define HAL_ADC_CHANNEL_1  0x01   // P0_1
#define HAL_ADC_CHANNEL_2  0x02   // P0_2
#define HAL_ADC_CHANNEL_3  0x03   // P0_3
#define HAL_ADC_CHANNEL_4  0x04   // P0_4
#define HAL_ADC_CHANNEL_5  0x05   // P0_5（GEC2530：光敏传感器）
#define HAL_ADC_CHANNEL_6  0x06   // P0_6
#define HAL_ADC_CHANNEL_7  0x07   // P0_7

ADC 通道宏定义

通道号 = 引脚号：HAL_ADC_CHANNEL_5 就是采 P0_5 的电压。对照上面的原理图：GEC2530 底板读光敏用 CHANNEL_5，读压力用 CHANNEL_0。

④ 使用示例

用 8 位精度采光敏传感器（P0_5）的值：

uint8 adcVal;
adcVal = HalAdcRead( HAL_ADC_CHANNEL_5, HAL_ADC_RESOLUTION_8 );

三、ADC 实验：按键触发采样并显示

实验目标

结合按键、LED、显示屏、串口、ADC：按下按键 → ADC 采样光敏（P0_5）→ LED 闪烁 → 采样值显示到 LCD + 发送到串口。

第 1 步：包含头文件

#include "hal_adc.h"

第 2 步：在按键处理函数中添加代码

在应用层的按键处理函数 zclSampleSw_HandleKeys() 中添加：

static void zclSampleSw_HandleKeys( byte shift, byte keys ) {
    UI_MainStateMachine(keys);

    if ( keys & HAL_KEY_SW_1 ) {   // 按下 S3
        uint8 adcVal;
        char adcStr[30];

        /* 读取 P0_5 光敏传感器的 ADC 值（GEC2530 底板：通道5） */
        adcVal = HalAdcRead( HAL_ADC_CHANNEL_5, HAL_ADC_RESOLUTION_8 );

        /* 闪烁 LED（红绿蓝三色演示） */
        HalLedBlink(HAL_LED_1, 10, 50, 400);   // LED1
        HalLedBlink(HAL_LED_2, 10, 50, 1000);  // LED2
        HalLedBlink(HAL_LED_3, 10, 50, 2000);  // LED3

        /* 格式化数据到字符串 */
        sprintf(adcStr, "ADC: %d\n", adcVal);

        /* 在 LCD 第 4 行显示 ADC 值 */
        HalLcdWriteString(adcStr, HAL_LCD_LINE_4);

        /* 通过串口发送到串口助手 */
        HalUARTWrite(HAL_UART_PORT_0, (uint8 *)adcStr, osal_strlen(adcStr));
    }
}

代码逐行解析：

代码	做了什么
`HalAdcRead(HAL_ADC_CHANNEL_5, HAL_ADC_RESOLUTION_8)`	采 P0_5 光敏电压，8 位精度，得 0~255
`HalLedBlink(...)`	三个 LED 以不同周期闪烁，直观反馈"按键生效了"
`sprintf(adcStr, "ADC: %d\n", adcVal)`	把数值格式化成字符串
`HalLcdWriteString(adcStr, HAL_LCD_LINE_4)`	显示到屏幕第 4 行
`HalUARTWrite(...)`	发给串口助手

⚠️ 注意通道号：这里用 HAL_ADC_CHANNEL_5（P0_5），因为 GEC2530 底板的光敏接在 P0_5（原理图 Sheet 5）。如果照抄 TI 官方例程的 CHANNEL_7，读到的会是红外 LED 相关引脚，数值不对。换板子先查原理图！

第 3 步：编译下载验证

Rebuild All 编译 → 烧录到 GEC2530 开发板；
串口助手配置：115200 / 8 / None / 1 / None；
按下按键 S3，观察：
- LCD 第 4 行显示 ADC: xx；
- 串口助手收到 ADC: xx（每次按键一条）；
- 三个 LED 依次闪烁。

串口助手收到 ADC 数值

用手遮挡/照亮光敏传感器，再按按键，会发现 ADC 值明显变化——光照越强，光敏管阻值越小，P0_5 电压越低，ADC 值越小（具体方向以实际电路分压为准）。这就是"传感器 → 模拟电压 → 数字"的完整链路。

四、小结

问题	答案
GEC2530 哪些传感器走 ADC？	光敏（P0_5）、压力（P0_0）；DHT11/加速度是数字接口
光敏传感器接在哪个通道？	P0_5 = HAL_ADC_CHANNEL_5（注意与 TI 板的 P0_7 不同）
ADC 核心 API？	`HalAdcRead(channel, resolution)` 一次搞定采样
分辨率有哪些？	8 / 10 / 12 / 14 位（`HAL_ADC_RESOLUTION_8` 等）
通道号怎么记？	通道号 = 引脚号：CHANNEL_5 ↔ P0_5
实验结果怎么看？	LCD 第 4 行 + 串口助手都显示 `ADC: xx`，随光照变化

一句话总结：ADC 让协议栈"看得见"模拟世界——GEC2530 底板的光敏（P0_5）、压力（P0_0）接在 ADC 通道上，HAL 一个 HalAdcRead() 就把电压变成了数字，再配合 LCD 显示、串口发送，就是完整的"采集 → 处理 → 展示"传感器节点雏形。

课堂练习：ADC

依据第8章：GEC2530 传感器电路、HalAdcRead、通道/分辨率作答。点击选项即可作答、即时反馈对错。

传感器电路、HalAdcRead、通道与分辨率

1 GEC2530 底板上，光敏传感器接在哪个 ADC 通道？

2 GEC2530 底板哪些传感器走 ADC？

3 HalAdcRead(HAL_ADC_CHANNEL_5, HAL_ADC_RESOLUTION_8) 中的两个参数分别代表？

4 8 位分辨率下，ADC 转换结果的范围是？

5 关于 ADC 通道号，最方便的记法是？

已完成 0 / 5 题

内容来源：紫甲 IoT《ZigBee 3.0 开发指南》第三部分·第8章，经本站整理优化以便于理解，电路部分已对照 GEC2530 开发板底板原理图核对（光敏通道已由原站 P0_7 更正为 GEC2530 底板的 P0_5）；原站链接

第1章：Z-Stack 3.0 架构详解

第4章：硬件适配层应用——LED

第5章：硬件适配层应用——按键

2.2 应用框架详解

4.2 重要接口说明

4.4 应用

5.1 接口说明

6.1 基本内容

第8章：硬件适配层应用——ADC

一、先看电路：GEC2530 底板的传感器（对照原理图）

二、HAL ADC API 简介

① 核心 API：HalAdcRead()

② 分辨率参数（resolution）

③ 通道参数（channel）

④ 使用示例

三、ADC 实验：按键触发采样并显示

实验目标

第 1 步：包含头文件

第 2 步：在按键处理函数中添加代码

第 3 步：编译下载验证

四、小结

课堂练习：ADC

第8章：硬件适配层应用——ADC ​

一、先看电路：GEC2530 底板的传感器（对照原理图） ​

二、HAL ADC API 简介 ​

① 核心 API：HalAdcRead() ​

② 分辨率参数（resolution） ​

③ 通道参数（channel） ​

④ 使用示例 ​

三、ADC 实验：按键触发采样并显示 ​

实验目标 ​

第 1 步：包含头文件 ​

第 2 步：在按键处理函数中添加代码 ​

第 3 步：编译下载验证 ​

四、小结 ​

课堂练习：ADC ​

第8章：硬件适配层应用——ADC

一、先看电路：GEC2530 底板的传感器（对照原理图）

二、HAL ADC API 简介

① 核心 API：HalAdcRead()

② 分辨率参数（resolution）

③ 通道参数（channel）

④ 使用示例

三、ADC 实验：按键触发采样并显示

实验目标

第 1 步：包含头文件

第 2 步：在按键处理函数中添加代码

第 3 步：编译下载验证

四、小结

课堂练习：ADC