STM32单片机ADC采样揭秘：模拟信号数字化转换的奥秘

# 1. STM32 ADC简介**

STM32微控制器内置模数转换器（ADC），可将模拟信号（如电压、温度）转换为数字信号。ADC广泛应用于各种嵌入式系统中，如传感器测量、电机控制和数据采集。STM32 ADC具有高精度、低功耗和可配置性，使其成为各种应用的理想选择。

本章将介绍STM32 ADC的基本概念，包括其架构、工作原理和主要特性。通过了解这些基础知识，读者可以为后续的ADC配置和使用奠定坚实的基础。

# 2. ADC采样原理

### 2.1 模数转换的基本概念

模数转换（ADC）是将模拟信号（连续信号）转换为数字信号（离散信号）的过程。在STM32微控制器中，ADC外设负责执行此转换。

ADC的基本原理是通过比较输入模拟信号与内部参考电压，然后将比较结果编码为数字值。参考电压通常是内部固定的，或者可以外部提供。

### 2.2 STM32 ADC的架构和工作原理

STM32 ADC外设通常包括以下主要模块：

- **采样器：**负责将模拟输入信号保持在特定时间点。
- **比较器：**将采样后的信号与参考电压进行比较。
- **模数转换器：**将比较结果编码为数字值。
- **控制寄存器：**配置ADC的各种参数，如采样速率、转换模式和触发方式。

STM32 ADC的工作原理如下：

1. **采样：**采样器在指定的时刻将模拟输入信号保持住。
2. **比较：**比较器将采样后的信号与参考电压进行比较，产生一个数字信号，该信号表示输入信号与参考电压之间的关系。
3. **转换：**模数转换器将比较结果编码为数字值，该数字值表示输入信号的幅度。
4. **存储：**转换后的数字值存储在ADC外设的寄存器中。

**代码块 1：** STM32 ADC采样流程

// ADC初始化
ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
ADC_InitStruct.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;
ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1;
ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfConversion = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);

// ADC采样启动
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

// ADC采样等待
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));

// 读取ADC采样结果
uint16_t adcValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);

**逻辑分析：**

- 初始化ADC外设，设置分辨率、扫描转换模式、连续转换模式、触发方式、数据对齐方式和转换次数。
- 启动ADC采样。
- 等待ADC采样完成。
- 读取ADC采样结果。

# 3. ADC采样配置

### 3.1 ADC时钟配置

ADC时钟是ADC工作的前提条件，其频率决定了ADC的采样速率和转换时间。STM32 ADC支持多种时钟源，包括内部时钟、外部时钟和PLL时钟。

**内部时钟**

内部时钟由内部RC振荡器产生，其频率固定为14MHz。优点是无需外部元件，但缺点是精度较低。

**外部时钟**

外部时钟由外部晶振或时钟源提供，其频率范围更广，精度也更高。

**PLL时钟**

PLL时钟是通过内部PLL电路倍频产生的，其频率可调范围更广，精度也更高。

ADC时钟配置通过`RCC_ADCCLKConfig()`函数进行，其参数如下：

RCC_ADCCLKConfig(RCC_ADCCLK_SRC, RCC_PLLMUL_6);

* `RC