【ADS1115程序攻略】在嵌入式系统开发中，模拟信号的采集与处理是一个非常常见的需求。而ADS1115作为一款高精度、低功耗的16位ADC（模数转换器），广泛应用于各种传感器数据采集项目中。本文将围绕ADS1115的基本原理、硬件连接方式以及程序实现方法进行详细讲解，帮助开发者快速上手并灵活应用这一芯片。
一、ADS1115简介
ADS1115是由TI（德州仪器）推出的一款16位、I²C接口的模数转换器，支持4个可编程输入通道（A0-A3）。其内置的可编程增益放大器（PGA）可提供1至8倍的增益调节，适用于多种电压范围的信号采集。
主要特点包括：
- 分辨率：16位
- 输入通道：4个（A0-A3）
- 增益范围：1x、2x、4x、8x
- 接口方式：I²C
- 工作电压：1.5V ~ 5.5V
- 功耗低：待机电流小于1μA
二、硬件连接
ADS1115通过I²C总线与主控设备（如Arduino、树莓派等）通信。通常需要连接以下几根线：
| 引脚 | 功能说明 |
|------|----------|
| VDD | 电源正极（3.3V或5V） |
| GND | 地线 |
| SCL | I²C时钟线 |
| SDA | I²C数据线 |
| ADDR | 地址选择引脚（可配置为不同地址） |
注意：ADDR引脚默认接GND，此时设备地址为0x48；若需更改地址，可通过外部电阻设置，例如接VDD则为0x49，接SCL则为0x4A等。
三、软件编程实现
以Arduino为例，使用`Wire.h`库进行I²C通信，结合ADS1115的寄存器配置，可以轻松实现数据读取。
1. 初始化I²C通信
```cpp
include
```
2. 定义ADS1115的I²C地址
```cpp
define ADS1115_ADDRESS 0x48 // 默认地址
```
3. 配置寄存器
ADS1115的配置寄存器用于设置通道、增益、采样率等参数。常见配置如下：
- 配置寄存器（Address: 0x01）：
- [7]：1 = 使能连续转换模式
- [6]：1 = 未使用
- [5:3]：通道选择（000=A0, 001=A1, 010=A2, 011=A3）
- [2:0]：增益设置（000=1x, 001=2x, 010=4x, 011=8x）
示例代码：
```cpp
void setConfig(uint8_t channel, uint8_t gain) {
uint8_t config = 0x80; // 连续转换模式
config |= (channel << 3); // 设置通道
config |= gain; // 设置增益
Wire.beginTransmission(ADS1115_ADDRESS);
Wire.write(0x01); // 配置寄存器地址
Wire.write(config);
Wire.endTransmission();
}
```
4. 读取ADC值
```cpp
int16_t readADC() {
Wire.beginTransmission(ADS1115_ADDRESS);
Wire.write(0x00); // 数据寄存器地址
Wire.endTransmission();
Wire.requestFrom(ADS1115_ADDRESS, 2); // 请求两个字节
if (Wire.available() == 2) {
uint8_t msb = Wire.read();
uint8_t lsb = Wire.read();
return (msb << 8) | lsb;
}
return 0;
}
```
5. 主函数示例
```cpp
void setup() {
Serial.begin(9600);
Wire.begin();
setConfig(0, 0); // 选择A0通道，增益1x
}
void loop() {
int16_t adcValue = readADC();
Serial.println(adcValue);
delay(1000);
}
```
四、注意事项
- 确保I²C总线的上拉电阻正常工作。
- 根据实际传感器输出电压范围选择合适的增益。
- 若多个ADS1115共用I²C总线，需正确设置不同的地址。
- 可使用库文件（如Adafruit_ADS1115）简化开发流程。
五、总结
ADS1115是一款功能强大且易于使用的ADC芯片，适合各类精密测量项目。通过合理的硬件连接和程序配置，开发者可以高效地实现模拟信号的采集与处理。希望本文能够为初学者提供实用参考，并帮助有经验的开发者优化项目设计。
