本节书摘来华章计算机《Arduino开发实战指南：机器人卷》一书中的第2章 ，第2.2节，黄文恺　伍冯洁　陈　虹　编著更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

2.2　模拟I/O口的操作函数

2.2.1　analogReference(type)

analogReference函数的作用是配置模拟输入引脚的基准电压（即输入范围的最大值），它是一个无返回值函数，只有一个参数type，type的选项有DEFAULT/INTERNAL/ INTERNAL1V1/INTERNAL2V56/EXTERNAL，其具体含义如下。

• DEFAULT：默认5V或3.3V为基准电压（以Arduino板的电压为准）。
• INTERNAL：低电压模式，使用片内基准电压源（Arduino Mega无此选项）。
• INTERNAL1V1：低电压模式，以1.1V为基准电压（此选项仅针对Arduino Mega）。
• INTERNAL2V56：低电压模式，以2.56V为基准电压（此选项仅针对Arduino Mega）。
• EXTERNAL：扩展模式，以AREF引脚（0～5V）的电压作为基准电压，

其中AREF引脚的位置如图2.1所示。

设置模拟输入引脚的基准电压为默认值的语句如下：

analogReference (DEFAULT);

注意

使用AREF引脚上的电压作为基准电压时，需接一个5kΩ的上拉电阻，以实现外部和内部基准电压之间的切换。但总阻值会发生变化，因为AREF引脚内部有一个32kΩ电阻，接上拉电阻后会产生分压作用，因此，最终AREF引脚上的电压为，Varef为AREF引脚的输入电压。

2.2.2　analogRead(pin)

analogRead函数的作用是从指定的模拟引脚读取值，读取周期为100μs，即最大读取速度可达每秒10?000次。参数pin表示读取的模拟输入引脚号，返回值为int型（范围在

0～1023）。Arduino Uno主板有6个通道（Mega有16个）10位AD（模数）转换器，即精度为10位，返回值是0～1023。也就是说输入电压为5V的读取精度为5V/1024个单位，约等于每个单位0.049V（4.9mV）。输入范围和进度可通过analogReference()进行修改。如输入电压为a，那么获取模拟输入引脚3的电压值的示例程序如下：

int potPin = 3; int value = 0;void setup(){  Serial.begin(9600);}void loop(){  value = analogRead(potPin) *a*1000/1023;    // 输入电压是a  Serial.println(value);                // 输出电压值的单位为mV}

注意

对Arduino Uno而言，函数参数的pin范围是0～5，对应板上的模拟口A0～A5。其他型号的Arduino控制板以此类推。

2.2.3　analogWrite(pin,value)

analogWrite函数的作用是通过PWM的方式将模拟值输出到引脚，即调用analogWrite函数后，相应引脚将产生一个指定占空比的稳定方波（频率大约为490Hz），直到下一次调用该函数，可应用在LED亮度调节、电机速度控制等方面。

analogWrite函数是无返回值函数，有两个参数pin和value。参数pin表示将输出PWM的引脚，这里只能选择函数支持的引脚。对于大多数Arduino板（板载ATmega168或ATmega328），这个函数支持引脚3、5、6、9、10和11，对于ArduinoMega，它适用于2～13号引脚。参数value表示PWM输出的占空比，因为PWM输出位数为8，所以其范围在0（常闭）～255（常开）之间，对应占空比为0～100%。带PWM功能的引脚均标有波浪号“～”。从引脚11输出PWM的示例程序如下：

int sensor=A0;int LED=11;  int value;void setup(){    Serial.begin(9600);}void loop(){     value =analogRead(sensor);   Serial.println(value,DEC);    // 可以观察读取的模拟量   analogWrite(LED, value /4);    // 读回的值范围是0～1023,结果除以4才能得到0～255的区间值}

注意

引脚5和6的PWM输出将产生高于预期的占空比。这是因为millis()和delay()函数共享同一个内部定时器，使内部计时器在处理PWM输出时分心。这种情况一般出现在低占空比设置时，如0～10的情况下。还有些情况是占空比为0时，引脚5和6并没有关闭输出。