树莓派用 MCP3008 ADC 读取模拟传感器：LDR 与 TMP36 实例

树莓派 GPIO 仅支持数字信号，连接模拟传感器颇具挑战。廉价解决方案是 MCP3008，一款 8 通道 10 位模数转换器，直插树莓派 SPI 总线，无需额外元件。

本指南演示将 MCP3008 接线树莓派，连接光敏电阻 (LDR) 和 TMP36 温度传感器，并用简单 Python 脚本读取数据。

所需材料

• 树莓派（任意带 GPIO 排针的型号）
• MCP3008 8 通道 ADC
• 光敏电阻 (LDR) — 如 NORPS-12
• TMP36 温度传感器
• 10 kΩ 电阻（用于 LDR 分压电路）

在树莓派上启用 SPI

SPI 接口默认禁用。按 在树莓派上启用 SPI 接口 激活 SPI 并安装 spidev Python 库。

电路连接

MCP3008 需占用树莓派 40Pin 排针的四个 GPIO。按以下连接（引脚号指 P1 编号）：

VDD 3.3V
VREF 3.3V
AGND GROUND
CLK GPIO11 (P1‑23)
DOUT GPIO9 (P1‑21)
DIN GPIO10 (P1‑19)
CS GPIO8 (P1‑24)
DGND GROUND

MCP3008 的 CH0–CH7 各成为一路模拟输入。下例用 CH0 接 LDR，CH1 接 TMP36；其余 6 通道留待扩展。

光敏电阻 (LDR)

LDR 在强光下电阻约 10 kΩ，黑暗中升至数兆欧姆。与 10 kΩ 电阻组成分压电路，MCP3008 读取的电压随光照增强趋向 0V，黑暗时趋向 3.3V。

TMP36 温度传感器

TMP36 为 3 引脚模拟温度传感器。供电 3.3V，读取 V_OUT 引脚。25°C 时输出 0.750V，斜率 10mV/°C。故 0°C 对应 0.500V，100°C 对应 1.500V。

Python 读取数据

MCP3008 输出 10 位值 0–1023，线性映射 0V–3.3V。对 TMP36 对应约 -50°C 至 +280°C。

下面最小示例用 spidev 读取通道 0 和 1：

import spidev
import time
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)  # bus 0, device 0
spi.max_speed_hz = 1350000
def read_channel(channel):
    # MCP3008 协议：起始位、单端/差分、通道号(3位)、5位填充
    adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) & 0x0F << 4, 0])
    data = ((adc[1] & 3) << 8) + adc[2]
    return data
while True:
    ldr_val = read_channel(0)
    temp_val = read_channel(1)
    temp_c = (temp_val * 3.3 / 1023) * 100 - 50  # 转换为 °C
    print(f'LDR: {ldr_val}, Temp: {temp_c:.2f}°C')
    time.sleep(1)

根据你的传感器布局修改通道号。脚本持续打印 LDR 原始 ADC 值和计算出的摄氏度温度。

此配置下，只需将额外模拟传感器（如光电二极管、压力变送器、湿度探头）接至 CH2–CH7 并扩展 Python 代码即可。

祝你玩得开心！