Arduino Mega 2560能够读取0 ~ 5V将电压转换为10bit即0~1023级数字信号。怎么理解？
如上图所示，如果分辨率为2bit(即22) ，意味着将5V分为0~3级数字信号，每级精度5V /4 = 1250mV。若分辨率为10bit，即0~1023，每级是5V / 1024 = 4.88mV；如果是12bit，即0~4096，每级是5V / 4096 = 1.22mV。分辨率越高，分级越小，精度越高。
得到0~1023级测量结果后，简单转换程序中的电压(无复杂函数，仅乘除法)。接线图如下:
问题是，如何显示电压？这里使用最简单的IDE串口监视器，连接开发板，直接显示在电脑屏幕上，但我们必须先使用它Serial.begin()启动串口通信，然后通过Serial.print()在屏幕上打印电压:
/*
作者：Ardui.Co
效果：串口显示模拟端口的电压值
版本：1.0
更新时间：2017年1月8日
*/
void setup()
{
Serial.begin(9600); ///指定串口通信比率为9600
}
void loop()
{
int v = analogRead(A0); //从A模拟端口电压测量范围为0-5V，返回的值为0-1024
float volt = v * (5.0 / 1024.0); ///将返回值转换为电压
Serial.print(volt); //串口输出电压值
Serial.println(" V"); ///输出单位，换行
delay(1000); ///输出后等待1s，降低刷新速度
}
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作者：Ardui.Co
效果：串口显示模拟端口的电压值
版本：1.0
更新时间：2017年1月8日
*/
voidsetup()
{
Serial.begin(9600)
}
voidloop()
{
intv=analogRead(A0);//从A0口读取电压，模拟端口电压测量范围为0-5V，返回的值为0-1024
floatvolt=v*(5.0/1024.0)
Serial.print(volt);//串口输出电压值
Serial.println(" V");///输出单位，换行
delay(1000)s，降低刷新速度
}
通过A读取电压范围不得超过50V，否则会损坏开发板，但要测量更高的电压怎么办？实际上，我们可以通过分压电路来实现：
根据欧姆定律，Va0 = V * R1/(R1 R2) = V * 10/20 = 1/2 V
即：V = 2 Va0
因此，调整转换句可以获得实际电压：
float volt = v * (5.0 / 1024.0) * 2
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floatvolt=v*(5.0/1024.0)*2
但测量分压电路会降低分辨率(R1 R2)/ R如果分压电阻1倍(上述电路为2倍)R1 = 10K，R2 = 20K，可以测量0 ~ 15V，但是分辨率降低了3倍。换句话说，电压测量越高，分辨率越低。
我们将介绍温度传感器实验ADC的分辨率，同时会学到怎样利用Arduino提高内部参考电压的测量精度。
LM35是美国国家半导体(现在)TI信号输出为模拟量：电压值与温度（摄氏度）成正比。不仅体积很小（常见）TO-92包装)，不需要额外的校正就能获得更高的精度。
其主要特点：
供电电压：4~35V
工作范围：与芯片有关，LM35A为-55~150°C 常见LM35D为0~100°C
测量范围：常用于包装和电路TO-92为2 ~150°C
测量精度：与芯片有关，LM35A性能最好，本实验使用LM35D典型值最差±0.8°C，最大值±2°C
电压与温度的关系： Vout = Temperature × 10mV/°C
想了解更多，可以参考官方DataSheet。接线方式如下：
电压转换方式：
Vin输入(测量)电压；Vref如果不设置为供电电压，则为参考电压，Arduino Mega 2560为5V；resolution模拟端口ADC bit，Arduino Mega 2560模拟端口为10bit，Result数值为0~1023.程序如下：
/*
作者：Ardui.Co
效果：LM35 温度测量简单
版本：1.0
更新时间：2017年1月9日
*/
int LM35 = A0; //指定A0端口读取LM35
float Vin; //存储传感器电压
float temperature; ///
void setup()
{
Serial.begin(9600); //初始化串口连接
}
void loop()
{
Vin = analogRead(LM35) * 5.0 / 1024; //计算出A0电压，单位为V
temperature = Vin * 1000.0 / 10.0; //将A将0电压转换成mV，根据LM35转换系数10mV/°C，除以10，得到温度
Serial.print("Temperature: "); //在串口监视器输出结果
Serial.print(temperature);
Serial.println(" *C");
delay(500); //延时0.5s
}
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作者：Ardui.Co
效果：LM35 温度测量简单
版本：1.0
更新时间：2017年1月9日
*/
intLM35=A0;//指定A0端口读取LM35
floatVin;//存储传感器电压
floattemperature;///
voidsetup()
{
Serial.begin(9600)
}
voidloop()
{
Vin=analogRead(LM35)*5.0/1024；/计算A0电压，单位为V
temperature=Vin*1000.0/10.0;//将A将0电压转换成mV，根据LM35转换系数10mV/°C，除以10，得到温度
Serial.print("Temperature: ");////
Serial.print(temperature);
Serial.println(" *C");
delay(500).5s
}
ADC测量精度问题：p
对于5V参考电压来说，每级为5V / 1024 = 4.88mV，转化为温度，每级分辨率就是0.488 °C。如果环境温度为T，Arduino Mega 2560的测量结果是0.488 Result，但Result是0 ~ 1023的正整数，误差τ就是
τ = T mod 0.488 (mod为求余运算)
Arduino Mega 2560内置了1.1v参考电压，使用这个参考电压，每级为1.1V / 1024 = 1.07mV，每级分辨率提高到0.107°C。
如果环境温度为10°C，取5V参考电压的分辨率为0.24°C，取1.1V参考电压则为0.049°C；如果环境温度为25°C，取5V参考电压的误差为0.112°C，取1.1V参考电压则为0.069°C。
接线不变，调整一下程序，引入Arduino的内部参考电压：
/*
作者：Ardui.Co
效果：LM35 使用1.1内部参考电压提高分辨率
版本：1.0
更新时间：2017年1月9日
*/
int LM35 = A0; //指定A0端口读取LM35
float Vin; //存储传感器电压
float temperature; //存储温度测量结果
void setup()
{
analogReference(INTERNAL); //使用内部参考电压
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
Vin = analogRead(LM35) * 1.1 / 1024; //计算出A0的电压，单位为V
temperature = Vin * 1000.0 / 10.0; //将A0电压要转换成mV，根据LM35转换系数10mV/°C，除以10，得出温度
Serial.print("Temperature: "); //在串口监视器输出结果
Serial.print(temperature);
Serial.println(" *C");
delay(500);
}
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作者：Ardui.Co
效果：LM35 使用1.1内部参考电压提高分辨率
版本：1.0
更新时间：2017年1月9日
*/
intLM35=A0;//指定A0端口读取LM35
floatVin;//存储传感器电压
floattemperature;//存储温度测量结果
voidsetup()
{
analogReference(INTERNAL);//使用内部参考电压
Serial.begin(9600);
}
voidloop()
{
Vin=analogRead(LM35)*1.1/1024;//计算出A0的电压，单位为V
temperature=Vin*1000.0/10.0;//将A0电压要转换成mV，根据LM35转换系数10mV/°C，除以10，得出温度
Serial.print("Temperature: ");//在串口监视器输出结果
Serial.print(temperature);
Serial.println(" *C");
delay(500);
}
参考电压稳定性：
由于参考电压跟Vin和温度成正比，实际中的电源电压往往十分不稳定，电池电压会随着电量变化(比如：单个锂离子放电电压约为4.25V ~ 2.95V)，开关电源会有50 ~ 200mV纹波，常见的USB电源在不同负载上约有±4%的变化。
但别以为用Arduino Mega 2560内部参考电压就万事大吉，其误差更高达5%。因此，使用内部基准源在提高分辨能力的同时，也引入了额外的测量误差，所以要用稳定性高的参考电压。
其实，也有一个折中的方案。Arduino Mega 2560内部提供了一块LDO(低压差稳压IC)，为3.3V端口供电。LDO一般为德州仪器的 LP2985-33DBVR，其误差小于1.5%，用它来做外部参考电压，相对5V来说分辨率更高，相对1.1V内部参考电压来说，测量误差更小。
要使用外部参考电压，将Aref连接到3.3V端口：
我们将3.3V的端口跟Aref链接，并在内部程序中声明：
/*
作者：Ardui.Co
效果：LM35 使用3.3外部参考电压提高分辨率
版本：1.0
更新时间：2017年1月10日
*/
int LM35 = A0; //指定A0端口读取LM35
float Vin; //存储传感器电压
float temperature; //存储温度测量结果
void setup()
{
analogReference(EXTERNAL); //使用内部参考电压
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
Vin = analogRead(LM35) * 3.3 / 1024; //计算出A0的电压，单位为V
temperature = Vin * 1000.0 / 10.0; //将A0电压要转换成mV，根据LM35转换系数10mV/°C，除以10，得出温度
Serial.print("Temperature: "); //在串口监视器输出结果
Serial.print(temperature);
Serial.println(" *C");
delay(500);
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作者：Ardui.Co
效果：LM35 使用3.3外部参考电压提高分辨率
版本：1.0
更新时间：2017年1月10日
*/
intLM35=A0;//指定A0端口读取LM35
floatVin;//存储传感器电压
floattemperature;//存储温度测量结果
voidsetup()
{
analogReference(EXTERNAL);//使用内部参考电压
Serial.begin(9600);
}
voidloop()
{
Vin=analogRead(LM35)*3.3/1024;//计算出A0的电压，单位为V
temperature=Vin*1000.0/10.0;//将A0电压要转换成mV，根据LM35转换系数10mV/°C，除以10，得出温度
Serial.print("Temperature: ");//在串口监视器输出结果
Serial.print(temperature);
Serial.println(" *C");
delay(500);
}
我们还可以Aref连接到Arduino开发板之外的参考源上，以获取更精确的测量结果。
另外，要提高的分辨率，除了改变参考电压，也可以采用高位数的ADC芯片，不少精密ADC可达16bit以上分辨率。
参考链接