单片机C语言ADC与DAC：模拟信号处理的9大秘诀

# 1. 单片机C语言ADC与DAC概述**

单片机C语言中的ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）是两个重要的外设模块，用于在模拟世界和数字世界之间进行数据转换。

ADC将模拟信号（如电压、电流）转换为数字信号，使单片机可以处理和存储模拟数据。DAC则相反，将数字信号转换为模拟信号，允许单片机控制模拟设备。

ADC和DAC在各种应用中发挥着至关重要的作用，包括数据采集、信号处理、电机控制和工业自动化。

# 2. ADC基础理论与实践**

**2.1 ADC原理及常见类型**

**2.1.1 模数转换的基本原理**

模数转换器（ADC）是一种将模拟信号（连续电压或电流）转换为数字信号（离散电压或电流）的电子器件。模数转换的基本原理是通过比较输入信号与内部参考电压，逐次逼近输入信号的真实值。

**2.1.2 逐次逼近型ADC与Σ-Δ型ADC**

逐次逼近型ADC（SAR ADC）是一种常见的ADC类型，它通过逐次比较输入信号与参考电压，逐步逼近输入信号的真实值。逐次逼近型ADC具有转换速度快、精度高的优点。

Σ-Δ型ADC是一种过采样ADC类型，它通过对输入信号进行过采样，并使用数字滤波器对过采样信号进行积分，从而提高转换精度。Σ-Δ型ADC具有高精度、低功耗的优点。

**2.2 ADC编程实践**

**2.2.1 ADC初始化配置**

ADC初始化配置包括设置参考电压、转换时钟、分辨率等参数。以下代码示例展示了STM32F4系列单片机ADC初始化配置：

// ADC初始化
void ADC_Init(void) {
  // 配置ADC时钟
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

  // 配置ADC通道
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_56Cycles);

  // 配置ADC分辨率
  ADC_SetResolution(ADC1, ADC_Resolution_12b);

  // 使能ADC
  ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
}

**2.2.2 ADC数据采集与处理**

ADC数据采集与处理包括启动转换、读取转换结果、进行数据处理等步骤。以下代码示例展示了STM32F4系列单片机ADC数据采集与处理：

// ADC数据采集
uint16_t ADC_Read(void) {
  // 启动ADC转换
  ADC_SoftwareStartConv(ADC1);

  // 等待转换完成
  while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);

  // 读取转换结果
  return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

**代码逻辑逐行解读：**

1. `ADC_SoftwareStartConv(ADC1);`：启动ADC转换。
2. `while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);`：等待转换完成，`ADC_FLAG_EOC`表示转换结束标志。
3. `return ADC_GetConversionValue(ADC1);`：读取转换结果。

# 3. DAC基础理论与实践

### 3.1 DAC原理及常见类型

#### 3.1.1 数模转换的基本原理

数模转换器（DAC）是一种将数字信号转换为模拟信号的电子器件。其基本原理是将数字信号（通常为二进制代码）分解为一系列离散的电压或电流值，然后通过滤波器或其他电路将这些离散值平滑成连续的模拟信号。

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