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本指南以 docs/en/modules/modules_driver_adc.md 为骨架，系统讲解 PX4 Autopilot 中全部 ADC（模数转换）驱动模块：板载adc驱动以及ads1115、ads7128、tla2528、ads7953四类外部采样芯片驱动。读完本文，你将掌握每个驱动的启动/停止/状态查询命令、全部命令行参数含义、I2C 与 SPI 总线挂载方式，并能结合src/drivers/adc/下的源码理解 ADC 数据如何经由 uORB 消息（adc_report、system_power）服务于电池电压监测等上层功能。

ADC 驱动在 PX4 中的角色

ADC 在飞控中承担两类核心任务：一是采集模拟电压信号（如电池电压、传感器供电电压、USB 连接状态），二是为没有内部模数转换器的飞控板提供外部采样通路。PX4 的 ADC 驱动统一位于 src/drivers/adc 目录，包含五个模块：

所有 ADC 驱动最终通过 uORB 消息对外发布数据。核心消息定义见 msg/AdcReport.msg，其字段包括：

uint64 timestamp # [us] 系统启动以来的时间 uint32 device_id # [-] 传感器唯一 ID，断电重启后保持不变 int16[16] channel_id # [-] ADC 通道 ID，不存在的通道为负值 int32[16] raw_data # [-] 各通道原始采样值，仅在 channel_id 为正时有效 uint32 resolution # [-] ADC 分辨率（满量程数字计数） float32 v_ref # [V] ADC 电压参考，用于计算 LSB 电压（lsb = v_ref / resolution）

该消息"将 ADC 原始数据传递给其他模块，例如电池状态模块"，因此 ADC 驱动是电源监测、电池信息上报等功能的底层数据来源。

板载 ADC 驱动（adc / board_adc）

功能描述

adc驱动（源码位于 src/drivers/adc/board_adc）读取芯片内置 ADC，周期性发布adc_report与system_power两类 uORB 消息。其底层硬件接口由 src/drivers/drv_adc.h 定义，包括：

• px4_arch_adc_init()/px4_arch_adc_uninit()：初始化/反初始化 ADC 硬件；
• px4_arch_adc_sample()：读取指定通道采样值；
• px4_arch_adc_reference_v()：获取参考电压；
• px4_arch_adc_temp_sensor_mask()：温度传感器通道掩码；
• px4_arch_adc_dn_fullcount()：ADC 满量程数字计数。

采样数据结构为px4_adc_msg_t：am_channel（8 位通道号）+am_data（32 位采样结果），单次最多返回PX4_MAX_ADC_CHANNELS（即adc_report中channel_id数组长度）个通道。内置 ADC 的设备 ID 为BUILTIN_ADC_DEVID（0xffffffff）。

命令行用法

adc <command> [arguments...] Commands: start test [-n] Do not publish ADC report, only system power stop status print status info

• adc start：启动驱动。从 ADC.cpp 的task_spawn()可知，启动时会以SYSTEM_ADC_BASE基地址和ADC_CHANNELS通道掩码创建实例，并在 init() 中调用px4_arch_adc_init()后按固定周期调度采样任务。构造时始终将温度传感器通道并入采样列表（见 ADC.cpp）。
• adc test [-n]：进入自检模式。test() 会订阅adc_report，等待 20ms 后打印DeviceID、Resolution、Voltage Reference，随后连续 20 次（每次间隔 500ms）打印各有效通道的channel_id与raw_data，成功则输出 "ADC test successful."。-n参数表示不发布 ADC report，仅发布系统电源信息。
• adc stop：停止驱动；adc status：打印运行状态。

采样与系统电源上报的实现细节

板载 ADC 的采样主循环在 Run() 中：逐通道调用sample()采集原始数据，然后分别执行update_adc_report()（发布adc_report）与update_system_power()（发布system_power）。

update_system_power()是电源监测的关键路径（见 ADC.cpp）：

• 依据ADC_SCALED_V5_SENSE宏计算 5V 电源电压：voltage5v_v = raw × (ADC_V5_V_FULL_SCALE / 3.3) × (v_ref / dn_fullcount)；
• 依据ADC_SCALED_V3V3_SENSORS_SENSE计算传感器 3.3V 供电电压并置位sensors3v3_valid；
• 依据ADC_SCALED_PAYLOAD_SENSE计算载荷供电电压；
• 同时打包 USB 连接/有效状态、电池组（brick）有效位、舵机供电有效位、外设/高功率 5V 过流标志等硬件状态。

由此可见，adc驱动不只是采样器，更是system_power消息（msg/SystemPower.msg）的唯一生产者，上层电源与电池模块均依赖它。

外部 I2C ADC：ADS1115

功能与适用场景

ads1115驱动（源码位于 src/drivers/adc/ads1115）用于启用通过 I2C 连接的外部 [ADS1115] ADC 芯片。该驱动默认编译进固件的板卡包括没有内部模数转换器的型号，例如 PilotPi 和 CUAV Nora（可在板卡配置文件中搜索CONFIG_DRIVERS_ADC_ADS1115确认）。

驱动通过参数 ADC_ADS1115_EN 启用或禁用，默认禁用；一旦启用，内部 ADC 将不再使用。参数定义见 src/drivers/adc/ads1115/ads1115_params.yaml：布尔类型、默认值 0、修改后需要重启生效（reboot_required: true）。

命令行用法

ads1115 <command> [arguments...] Commands: start [-I] Internal I2C bus(es) (onboard sensors; shared bus only if -b is given) [-X] External I2C bus(es) (connector sensors, including shared buses) [-b <val>] board-specific bus (default=all) (external SPI: n-th bus (default=1)) [-f <val>] bus frequency in kHz [-q] quiet startup (no message if no device found) [-a <val>] I2C address default: 72 stop status print status info

源码级要点

• 默认地址 72（即 0x48），这是 ADS1115 的常见默认 I2C 地址；
• 探测机制：probe() 说明该芯片没有 ID 寄存器，驱动通过读取低/高阈值寄存器并与出厂默认值0xFF7F0080比对来识别芯片；
• 采样配置：readChannel() 将通道配置为 PGA ±6.144V、单次转换模式、250 SPS 采样率，并以 4 分之一采样间隔轮询就绪状态（见 init() 中的ScheduleOnInterval(SAMPLE_INTERVAL / 4, ...)）。

外部 I2C ADC：ADS7128 与 TLA2528

这两款驱动均通过 I2C 连接外部多通道 ADC 芯片，源码分别位于 src/drivers/adc/ads7128 与 src/drivers/adc/tla2528。

ADS7128

ADS7128 <command> [arguments...] Commands: start [-I] Internal I2C bus(es) (onboard sensors; shared bus only if -b is given) [-X] External I2C bus(es) (connector sensors, including shared buses) [-b <val>] board-specific bus (default=all) (external SPI: n-th bus (default=1)) [-f <val>] bus frequency in kHz [-q] quiet startup (no message if no device found) [-a <val>] I2C address default: 16 stop status print status info

从 ads7128_main.cpp 的print_usage()与主函数可知：其默认 I2C 频率为 400 kHz，默认地址为0x10（十进制 16）。驱动以DRV_ADC_DEVTYPE_ADS7128作为设备类型标识，通过I2CSPIDriverBase框架实现实例管理与状态打印。

TLA2528

TLA2528 <command> [arguments...] Commands: start [-I] Internal I2C bus(es) (onboard sensors; shared bus only if -b is given) [-X] External I2C bus(es) (connector sensors, including shared buses) [-b <val>] board-specific bus (default=all) (external SPI: n-th bus (default=1)) [-f <val>] bus frequency in kHz [-q] quiet startup (no message if no device found) stop status print status info

与 ADS7128 类似（见 tla2528_main.cpp），TLA2528 默认 I2C 频率同样为 400 kHz、默认地址0x10，但命令行不提供-a地址参数，地址直接以默认值0x10初始化，设备类型为DRV_ADC_DEVTYPE_TLA2528。

外部 SPI ADC：ADS7953

ads7953驱动（源码位于 src/drivers/adc/ads7953）通过 SPI 总线连接外部 ADS7953 芯片，是文档中唯一使用 SPI 而非 I2C 的 ADC 驱动：

ads7953 <command> [arguments...] Commands: start [-s] Internal SPI bus(es) (onboard sensors; shared bus only if -b is given) [-S] External SPI bus (connector sensors, including shared buses) [-b <val>] board-specific bus (default=all) (external SPI: n-th bus (default=1)) [-c <val>] chip-select pin (for internal SPI) or index (for external SPI) [-m <val>] SPI mode [-f <val>] bus frequency in kHz [-q] quiet startup (no message if no device found) stop status print status info

从 ads7953_main.cpp 可以确认其默认配置：SPI 模式为SPIDEV_MODE0，默认 SPI 频率为 10 MHz（10 * 1000 * 1000Hz），设备类型为DRV_ADC_DEVTYPE_ADS7953。启动时可指定片选引脚（内部 SPI）或片选索引（外部 SPI）、SPI 模式与总线频率，-s/-S分别对应内部/外部 SPI 总线。

命令行参数速查与总线选择

五个 ADC 驱动共享同一套由BusCLIArguments解析的命令行参数体系（均通过px4_platform_common/getopt.h的parseDefaultArguments()解析），归纳如下：

总线选择遵循 PX4 驱动惯例：-I/-s面向板载传感器总线，-X/-S面向连接器（外置）总线，-b用于精确指定某条板级总线。start、stop、status是全部驱动共有的基本命令。

如何启用与编译配置

外部 ADC 驱动的可用性由 Kconfig 体系控制。src/drivers/adc/Kconfig 通过rsource "*/Kconfig"递归引入各子驱动的 Kconfig 项（如src/drivers/adc/ads1115/Kconfig），板卡配置文件中以CONFIG_DRIVERS_ADC_ADS1115之类的开关决定是否编译进固件。以 ADS1115 为例，其运行时开关是ADC_ADS1115_EN参数（默认关闭、重启生效），启用后内部 ADC 不再参与采样，适合 PilotPi、CUAV Nora 这类没有内置模数转换器的飞控板。

总结

PX4 的 ADC 驱动栈层次清晰：adc（board_adc）负责板载采样与system_power电源监测；ads1115、ads7128、tla2528通过 I2C、ads7953通过 SPI 扩展外部采样能力；所有数据统一通过adc_reportuORB 消息向上层供电。掌握了本文的命令行用法、总线参数语义和各驱动的默认配置（地址、频率、SPI 模式），即可在实际板卡上完成 ADC 的启动、探测、自检与状态排查。

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