STC单片机C语言ADC与DAC：模拟信号与数字信号的转换，连接模拟与数字世界

# 1. STC单片机C语言简介

STC单片机是一种基于8051内核的微控制器，广泛应用于工业控制、物联网和嵌入式系统等领域。其C语言编程环境为Keil C51，提供了丰富的函数库和外设驱动，方便开发者快速开发嵌入式应用。

STC单片机C语言编程具有以下特点：

* **简洁高效：**C语言语法简洁，代码可读性强，易于理解和维护。
* **可移植性强：**C语言代码具有较高的可移植性，可以在不同的STC单片机型号上运行。
* **丰富的库函数：**Keil C51提供了丰富的库函数，包括外设驱动、数学运算和字符串处理等，方便开发者快速开发应用。

# 2. 模拟信号与数字信号

### 2.1 模拟信号与数字信号的概念

**模拟信号**是连续变化的信号，其幅度和时间都具有无限的分辨率。在现实世界中，大多数信号都是模拟信号，例如声音、温度、光线等。

**数字信号**是离散变化的信号，其幅度和时间都具有有限的分辨率。数字信号通常由一系列二进制位（0 和 1）组成。

### 2.2 模拟信号与数字信号的转换

为了在数字系统中处理模拟信号，需要进行模拟信号与数字信号之间的转换。这种转换过程称为模数转换（ADC）和数模转换（DAC）。

**模数转换（ADC）**将模拟信号转换为数字信号。ADC通过对模拟信号进行采样和量化，将连续变化的模拟信号离散化为有限个数字值。

**数模转换（DAC）**将数字信号转换为模拟信号。DAC通过将数字值转换为连续变化的模拟信号，实现数字信号在模拟系统中的应用。

### 2.3 模拟信号与数字信号的特性对比

| 特性 | 模拟信号 | 数字信号 |
|---|---|---|
| 幅度 | 连续 | 离散 |
| 时间 | 连续 | 离散 |
| 分辨率 | 无限 | 有限 |
| 噪声 | 可能存在 | 通常较低 |
| 传输 | 容易受干扰 | 抗干扰能力强 |
| 处理 | 复杂 | 相对简单 |

### 2.4 模拟信号与数字信号的应用

模拟信号和数字信号在不同的领域都有广泛的应用。

**模拟信号的应用：**

* 音频和视频传输
* 传感器和测量设备
* 控制系统

**数字信号的应用：**

* 计算机和数字设备
* 通信和网络
* 数字信号处理

# 3.1 ADC（模数转换器）

#### 3.1.1 ADC的工作原理

模数转换器（ADC）是一种将模拟信号（连续的电压或电流信号）转换为数字信号（离散的二进制值）的电子器件。ADC的工作原理如下：

1. **采样：**ADC首先对模拟信号进行采样，即在特定时刻测量模拟信号的幅度。
2. **量化：**采样后的模拟信号幅度被量化为一组离散的数字值。量化过程将模拟信号的连续范围划分为有限个离散等级，每个等级对应一个特定的数字值。
3. **编码：**量化的数字值被编码成二进制格式，即一串0和1的序列。

#### 3.1.2 STC单片机ADC配置

STC单片机内置ADC模块，可通过软件进行配置和使用。ADC配置主要涉及以下参数：

- **参考电压：**ADC的参考电压决定了模拟信号的量化范围。STC单片机支持多种参考电压源，如内部基准电压、外部电压源等。
- **采样率：**