STM32单片机ADC编程：深入理解模数转换，精准采集模拟信号

# 1. ADC基础理论**

模数转换器 (ADC) 是一种电子器件，可将模拟信号（连续时间、连续幅度）转换为数字信号（离散时间、离散幅度）。ADC广泛应用于电子系统中，用于测量温度、电压、电流等物理量。

ADC的基本工作原理是将模拟信号采样并量化。采样是指在特定时间间隔内获取模拟信号的瞬时值，而量化是指将采样值转换为有限数量的离散值。ADC的性能指标包括采样率、分辨率和精度，这些指标决定了ADC转换模拟信号的能力。

# 2. STM32 ADC编程实践

### 2.1 ADC配置和初始化

ADC配置和初始化是ADC编程实践中的第一步，主要涉及以下三个方面：

#### 2.1.1 ADC时钟配置

ADC时钟源可以是内部时钟（HSI、MSI）或外部时钟（LSE、HSE）。内部时钟的频率固定，而外部时钟的频率可变。选择合适的时钟源对于ADC的精度和稳定性至关重要。

**代码块：**

/* ADC时钟配置 */
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_ADC;
RCC_ClkInitStruct.ADC1ClockSelection = RCC_ADC1PLLCLK_DIV1;
HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);

**逻辑分析：**

该代码块配置了ADC时钟源为PLL时钟，并将其分频为1。PLL时钟的频率一般高于内部时钟，因此可以提高ADC的采样率和精度。

#### 2.1.2 ADC通道配置

ADC通道是指ADC可以采集模拟信号的引脚。STM32单片机有多个ADC通道，每个通道对应一个模拟引脚。配置ADC通道时需要指定通道号和通道模式（单端或差分）。

**代码块：**

/* ADC通道配置 */
ADC_ChannelConfTypeDef ADC_ChannelConf;
ADC_ChannelConf.Channel = ADC_CHANNEL_1;
ADC_ChannelConf.Rank = 1;
ADC_ChannelConf.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES;
ADC_ChannelConf.Offset = 0;
HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &ADC_ChannelConf);

**逻辑分析：**

该代码块配置了ADC通道1，采样时间为3个时钟周期，偏移量为0。采样时间决定了ADC的转换速率，而偏移量可以补偿ADC的固有误差。

#### 2.1.3 ADC触发和中断配置

ADC触发源可以是内部触发器、外部触发器或软件触发。中断配置决定了ADC数据采集完成后是否产生中断。

**代码块：**

/* ADC触发和中断配置 */
ADC_MultiModeTypeDef ADC_MultiMode;
ADC_MultiMode.Mode = ADC_MODE_INDEPENDENT;
ADC_MultiMode.TriggerSelection = ADC_EXTERNALTRIG_T1_TRGO;
ADC_MultiMode.ExternalTrigConversionEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_RISING;
ADC_MultiMode.ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_MultiMode.DMAAccessMode = DISABLE;
HAL_ADC_MultiModeConfigChannel(&hadc1, &ADC_MultiMode);

/* ADC中断配置 */
HAL_NVIC_SetPriority(ADC1_2_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(ADC1_2_IRQn);

**逻辑分析：**

该代码块配置了ADC触发源为外部触发器TIM1的TRGO信号，触发沿为上升沿。ADC工作在独立模式，不使用DMA传输，并且不产生中断。

# 3.1 多通道同步采集

**3.1.1 DMA多通道数据传输**

DMA（直接存储器访问）是一种硬件机制，允许外设直接访问内存，无需CPU干预。对于多通道ADC采集，DMA可以显著提高数据传输效率。

**步骤：**

1. 配置DMA通道，指定源地