在上一節(jié)的學(xué)習(xí)筆記《PWM與呼吸燈的實(shí)現(xiàn)》中，我們學(xué)會(huì)了如何利用PWM（脈寬調(diào)制）來實(shí)現(xiàn)對LED亮度的控制，并仿真出了呼吸燈，下面我們接著上一節(jié)的學(xué)習(xí)筆記，繼續(xù)下面的學(xué)習(xí)，這次我們要能對LED燈亮度實(shí)現(xiàn)線性的調(diào)節(jié)，就像平時(shí)用的可調(diào)亮度的臺燈一樣。
要想對LED燈亮度實(shí)現(xiàn)線性調(diào)節(jié)，除了使用PWM來控制LED燈亮度，還需要使用ADC來讀取我們設(shè)定的亮度值。我們先來學(xué)習(xí)一下ADC。
ADC是Analog-to-Digital Converter的縮寫，即模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，可以實(shí)現(xiàn)將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電子器件。
什么是模擬量？模擬量就是具有多個(gè)連續(xù)狀態(tài)的量值，比如溫度，有0℃，50℃，100℃等任意值，比如電壓值，有1mV，1V，1kV等任意值。
什么事數(shù)字量？數(shù)字量就是只有兩種狀態(tài)的量值，比如燈的開關(guān)，只有打開和關(guān)閉兩種狀態(tài)。
ADC是模擬量與數(shù)字量的橋梁，因?yàn)橛?jì)算機(jī)等只能處理數(shù)字量，而我們接觸的模擬量有很多，當(dāng)需要模擬量時(shí)必須轉(zhuǎn)換為數(shù)字量才能被處理與存儲(chǔ)。
這里使用到Arduino UNO的ADC，就有必要先了解一下Arduino UNO的ADC的情況。Arduino UNO擁有6路模擬輸入：標(biāo)號A0至A5，每一路具有10位的分辨率（即輸入有1024個(gè)不同值），默認(rèn)輸入信號范圍為0到5V，可以通過AREF調(diào)整輸入上限。AREF：模擬輸入信號的參考電壓。【文獻(xiàn)1】
在上一節(jié)的原理圖，我們添加電位器（滑動(dòng)變阻器、可調(diào)電阻），在元器件搜索欄中輸入“POT-HG”,如圖1所示。在原來的Arduino UNO實(shí)驗(yàn)板上添加"POT-HG"，并將中間接線端接至A0口，修改后的原理圖如圖2所示。
圖1 添加“POT-HG”的界面
圖2 更改后的Arduino UNO實(shí)驗(yàn)板
下面，打開Arduino IDE自帶的AnalogInput例程，如圖3所示。
圖3 打開AnalogInput例程
在AnalogIput例程的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，修改之后的Arduino軟件設(shè)計(jì)如下所示：int sensorPin = A0;
int ledPin = 9;
int sensorValue = 0;
void setup() {
}
void loop() {
}
由于Arduino的ADC為10位，數(shù)字量的變化范圍為0至1023，而Arduino的PWM的輸出變化范圍為0至255，所以需要將獲得ADC除以4，從而轉(zhuǎn)換至PWM輸出，由于如上面紅色標(biāo)注。
下面我們開始仿真，并調(diào)節(jié)電位器，電阻較小時(shí)，LED燈較暗，如圖4所示；電阻較大時(shí)，LED燈較亮，如圖5所示。
圖4 電阻較小時(shí)，LED燈較暗
圖5 電阻較大時(shí)，LED燈較亮