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我是潘，曾经是个工程师。这是为 Ardui.Co 制作的 “Arduino 公开课” 系列的入门教程。在第7课，我们利用 Arduino 的 ADC功能测量电池电压，但是精度只有区区的10bits，这次用 I2C 来接一块精度高达 16bits 的 ADS1115：串口通信。有任何疑问请在评论区提出，我会逐一回答。
ADS1115 是一块由 IT 开发、基于 I2C 协议的ADC，可以将电压转换成16bits的数字信号，与 Arduino 内置的ADC相比，分辨率提高数十倍，而且内置了 PGA （可编程增益放大器），可以设置测量范围（±0.256V ~ 6.144V），无需参考电压，因此精度相当之高，可达 7.8125uV（即：0.0078125mV），可以应用于精密电压测量、 示波器中。而且ADS1115 供了4组模拟输入，解决了 Arduino UNO 模拟端口被 I2C 占用后不够用的问题。
ADS1115 的设置比较复杂，可以先看看其 DataSheet 第25页，有5个表格说明了如何使用该模块。但别慌，Arduino 作为成为最流行的开源平台之一，优势在于有丰富的库。TI 开发的 ADS1XXX 系列芯片的库（Adafruit_ADS1X15-master）已经有不少，只要简单的设置，即可使用。
现在，我们需要先理解这块芯片的具体性能：
首先，ADS1115 内置的 PGA 可以设置测量范围，最高为 ±6.144V，但千万不要以为它可以测量6.144V 的电压，实际上，它最高耐压不能超过 VDD 的0.3V（VDD 为 5V，实际测量范围< 5.3 V），必须切记，否则可能会损坏芯片。
PGA 的默认值是 2/3x 增益，即 ±6.144V，其分辨率为 16bits，即：
±6.144V / （2∧16 – 1） = ±6.144V / 32767 = ±0.1875 mV
与 Arduino UNO 内置的 10bits ADC，每步 4.85mV 相比，精度提高了 25倍。如果PGA 设为1x 增益，即测量范围降至 4.096V，精度为 ±0.125mV，如果 PGA 设为16x 增益，测量范围降至 ±0.256V，精度可达 ±0.0078125mV。简单来说，PGA 增益越大，测量范围越小，精度越高。默认值为 ±6.144V。
ADS1115 的地址可以通过 ADDR 与SDA、SCL、GND 或 VDD 短接，实现修改。不设置的话，默认值为 0×48，如下图：
现在，我们将 VDD 连接 Arduino 的 5V 端口，然后，用 ADS1115 的 A0 测量Arduino的3.3V 端口，但千万不要反过来，因为测量电压不能超过 VDD 的 0.3V！
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/*
作者：Ardui.Co
效果：ADS1115 16bits ADC 测量电压
版本：1.0
更新时间：2017年5月3日
*/
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0×27,16,2);//声明I2C地址和点阵的规格为16字符和2行
#include <Adafruit_ADS1015.h>
Adafruit_ADS1115 ads;
voidsetup(void)
{
lcd.begin();
// 切记，测量电压不能超过 VDD 的0.3V ！
// PGA 默认值为2/3 增益
// ADS1015 ADS1115
// ——- ——-
// ads.setGain(GAIN_TWOTHIRDS); // 2/3x gain +/- 6.144V 1 bit = 3mV 0.1875mV (default)
// ads.setGain(GAIN_ONE); // 1x gain +/- 4.096V 1 bit = 2mV 0.125mV
// ads.setGain(GAIN_TWO); // 2x gain +/- 2.048V 1 bit = 1mV 0.0625mV
// ads.setGain(GAIN_FOUR); // 4x gain +/- 1.024V 1 bit = 0.5mV 0.03125mV
// ads.setGain(GAIN_EIGHT); // 8x gain +/- 0.512V 1 bit = 0.25mV 0.015625mV
// ads.setGain(GAIN_SIXTEEN); // 16x gain +/- 0.256V 1 bit = 0.125mV 0.0078125mV
ads.begin();
}
voidloop(void)
{
doubleadc0;
adc0=ads.readADC_SingleEnded(0);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“AIN0: “);lcd.print(adc0 *0.1875/1000);
delay(100);//刷新率有上限，具体请参考DataSheet
}
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注意：这个库有一个bug，如果测量电压为 0 ，会显示 “-1”，实际应用中要避开。
