ESP32 MicroPython中ADC与Wi-Fi共存问题解析与解决方案

ESP32 ADC与Wi-Fi冲突的根本原因

esp32集成了两个12位逐次逼近型（sar）adc，共支持18个测量通道。这两个adc单元分别为adc1和adc2，它们各自连接到不同的gpio引脚：

• ADC1: 包含8个通道，连接到GPIO 32至GPIO 39。
• ADC2: 包含10个通道，连接到GPIO 0、2、4、12至15以及25至27。

问题的关键在于，ADC2被Wi-Fi驱动程序占用。这意味着，当ESP32的Wi-Fi功能被激活并正在运行时，应用程序无法同时使用ADC2进行模拟量读取。如果尝试在Wi-Fi活跃状态下通过ADC2读取数据，将会遇到OSError: [Errno 116] ETIMEDOUT: ESP_ERR_TIMEOUT这样的错误，表明ADC读取操作超时。这正是当代码尝试在GPIO 4（属于ADC2）上读取水位传感器数据时，同时Wi-Fi已连接所导致的问题。

解决方案：选择合适的ADC引脚

要解决ADC与Wi-Fi的冲突，最直接有效的方法是避免使用ADC2的引脚来采集模拟量，转而使用ADC1的引脚。由于ADC1不与Wi-Fi驱动共享资源，因此可以在Wi-Fi活跃状态下自由使用。

推荐的ADC1引脚范围： GPIO 32 - GPIO 39。

以下是一个修改后的MicroPython代码示例，演示如何将水位传感器连接到ADC1的引脚（例如GPIO 34），从而实现ADC读取与Wi-Fi连接的并行工作：

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from machine import ADC, Pin
import network
import time

# 将ADC引脚更改为ADC1的可用引脚，例如GPIO 34
# 确保您的硬件已将传感器连接到新的引脚
adc_pin_num = 34 
adc = ADC(Pin(adc_pin_num))
adc.atten(ADC.ATTN_11DB) # 设置衰减，以支持0-3.3V的输入范围

# Wi-Fi凭据
WIFI_SSID = "您的Wi-Fi名称"
WIFI_PASSWORD = "您的Wi-Fi密码"

def read_water_sensor():
    """读取水位传感器的模拟值"""
    value = adc.read()
    return value

def connect_wifi():
    """连接到Wi-Fi网络"""
    sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
    if not sta_if.isconnected():
        print("正在连接到Wi-Fi...")
        sta_if.active(True)
        sta_if.connect(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD)
        while not sta_if.isconnected():
            print(".", end="")
            time.sleep(0.5)
        print("\nWi-Fi连接成功！")
    else:
        print("已连接到Wi-Fi。")

# 连接到互联网
connect_wifi()

# 主循环：持续读取传感器值并打印
while True:
    water_value = read_water_sensor()
    print("水位传感器值:", water_value)
    time.sleep(1) # 适当延长采样间隔

代码说明：

1. adc_pin_num = 34: 将ADC引脚从GPIO 4更改为GPIO 34。请确保您的实际传感器已连接到ESP32的GPIO 34。
2. adc.atten(ADC.ATTN_11DB): 这一行非常重要。ESP32的ADC在默认情况下可能无法读取0-3.3V的完整范围。ATTN_11DB衰减设置可以将输入电压范围扩展到约0-3.3V，以获得更准确的读数。根据传感器的输出电压范围，您可能需要调整衰减设置。
3. time.sleep(1): 在主循环中增加适当的延迟，以避免过于频繁地读取和打印，这也有助于系统稳定运行。

注意事项与最佳实践

• 引脚选择： 在设计ESP32项目时，如果需要同时使用Wi-Fi和ADC功能，务必优先选择ADC1的引脚（GPIO 32-39）进行模拟量输入。
• 查阅文档： 始终参考ESP32的官方数据手册和MicroPython文档，了解特定引脚的功能限制和建议用途。这可以帮助您避免潜在的硬件冲突。
• 衰减设置： ADC的衰减设置（adc.atten()）对测量精度至关重要。根据您的传感器输出电压范围，选择合适的衰减值。常见的选项包括ADC.ATTN_0DB（0-1.1V）、ADC.ATTN_2_5DB（0-1.5V）、ADC.ATTN_6DB（0-2.2V）和ADC.ATTN_11DB（0-3.9V，实际使用中通常认为0-3.3V）。
• 电源稳定性： 确保为ESP32和传感器提供稳定的电源。不稳定的电源可能导致ADC读数波动或系统不稳定。
• 代码优化： 对于需要上传数据的应用，可以考虑在每次读取后不立即上传，而是累积一定数量的数据或在特定时间间隔后批量上传，以减少网络开销。

总结

ESP32的ADC2与Wi-Fi驱动共享硬件资源是导致ADC读取失败的常见原因。通过理解这一底层机制并选择ADC1的引脚（GPIO 32-39）来连接模拟传感器，可以有效地解决这一冲突，确保您的MicroPython项目能够同时稳定地进行模拟量采集和网络通信。在开发过程中，仔细规划引脚分配并参考官方文档是避免此类问题的关键。

以上就是ESP32 MicroPython中ADC与Wi-Fi共存问题解析与解决方案的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！