STM32 ADC编程入门：模拟信号采集和转换实战解析

# 1. STM32 ADC基础**

**1.1 ADC概述**

模拟数字转换器（ADC）是一种将模拟信号（如电压）转换为数字信号的电子器件。在STM32微控制器中，ADC模块负责将模拟输入信号数字化，以便微控制器可以处理和分析这些信号。

**1.2 STM32 ADC架构**

STM32 ADC模块通常由以下主要组件组成：

- **多路复用器：**选择要转换的模拟输入通道。
- **采样保持电路：**在转换过程中保持输入信号的稳定性。
- **模数转换器：**将模拟信号转换为数字信号。
- **控制寄存器：**配置ADC参数，如采样率、分辨率和触发方式。

# 2. ADC编程技巧

### 2.1 ADC采样模式和触发方式

ADC采样模式和触发方式决定了ADC如何采集模拟信号并将其转换为数字数据。STM32 ADC支持多种采样模式和触发方式，以满足不同的应用需求。

**采样模式**

* **单次采样模式：**ADC在收到触发信号后进行一次采样，然后进入空闲状态。
* **连续采样模式：**ADC在收到触发信号后连续进行采样，直到被软件停止或发生其他中断。

**触发方式**

* **软件触发：**通过软件指令触发ADC采样。
* **外部触发：**通过外部信号触发ADC采样。
* **定时器触发：**通过定时器定期触发ADC采样。

### 2.2 ADC数据处理

ADC采样后的数据需要进行处理，以获得有意义的信息。STM32 ADC提供多种数据处理功能，包括：

**ADC数据格式**

ADC数据格式决定了ADC转换结果的精度和范围。STM32 ADC支持多种数据格式，包括：

* **12位数据格式：**ADC转换结果为12位二进制数，精度为12位。
* **16位数据格式：**ADC转换结果为16位二进制数，精度为16位。

**ADC校准**

ADC校准可以补偿ADC内部的偏移和增益误差，提高ADC的精度。STM32 ADC提供多种校准方法，包括：

* **软件校准：**使用软件算法对ADC进行校准。
* **硬件校准：**使用ADC内部的硬件校准电路进行校准。

**ADC滤波**

ADC滤波可以去除ADC采样数据中的噪声，提高ADC数据的稳定性。STM32 ADC提供多种滤波方法，包括：

* **数字滤波：**使用软件算法对ADC采样数据进行滤波。
* **模拟滤波：**使用外部模拟滤波器对ADC采样数据进行滤波。

**代码示例：**

// ADC初始化，单次采样模式，软件触发
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

// ADC采样，软件触发
ADC_SoftwareStartConv(ADC1);

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

// 读取ADC转换结果
uint16_t ADC_Value = ADC_GetConversionValue(ADC1);

**逻辑分析：**

* ADC初始化为单次采样模式，软件触发。
* ADC软件触发采样。
* 等待ADC采样完成。
* 读取ADC转换结果。

# 3.1 电压采集

#### 电压源连接

电压采集是ADC最常见的应用之一。要采集电压信号，需要将电压源连接到STM32的ADC输入引脚。STM32的ADC输入引脚通常标有PA0、PA1等。

连接电压源时，正极连接到ADC输入引脚，负极连接到地线。如果电压源的电压范围超过ADC的输入范围，则需要使用分压电阻或放大器进行信号调理。

#### ADC配置

在连接好电压源后，需要配置ADC以进行电压