STM32 ADC模数转换：原理、配置与应用实战指南

# 1. STM32 ADC原理**

**1.1 ADC架构和工作原理**

STM32的ADC（模数转换器）是一个外设，负责将模拟信号（如电压）转换为数字信号。ADC由一个采样保持电路、一个量化器和一个寄存器组成。采样保持电路将模拟信号保持在恒定水平，量化器将该水平转换为数字代码，最后存储在寄存器中。

**1.2 ADC采样速率和分辨率**

ADC的采样速率决定了它每秒可以转换多少次模拟信号，以赫兹（Hz）为单位。ADC的分辨率决定了它可以区分的模拟信号的最小变化，以位数为单位。更高的采样速率和分辨率通常会导致更准确的转换。

**1.3 ADC输入通道和参考电压**

STM32 ADC有多个输入通道，每个通道都可以连接到不同的模拟信号源。ADC还使用一个参考电压来确定模拟信号的范围。参考电压可以是内部生成的，也可以是外部提供的。

# 2. STM32 ADC配置

### 2.1 ADC时钟配置

ADC时钟是ADC工作的重要基础，其配置直接影响ADC的采样速率和转换精度。STM32 ADC时钟源可以是APB2时钟或APB1时钟，时钟分频器可以对时钟源进行分频，从而降低ADC时钟频率。

**代码块：**

/* ADC时钟配置 */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

**逻辑分析：**

* `RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE)`：使能ADC1时钟。
* `RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6)`：将ADC时钟分频为APB2时钟的1/6。

**参数说明：**

* `RCC_PCLK2_Div6`：分频因子，可取值为1、2、4、6、8、12、16、32。

### 2.2 ADC通道配置

ADC通道配置决定了ADC采样的模拟信号源。STM32 ADC支持多个通道，每个通道对应一个模拟输入引脚。通道配置包括通道选择、模式选择、增益设置和偏移设置。

**代码块：**

/* ADC通道配置 */
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);

**逻辑分析：**

* `ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5)`：配置ADC1的规则通道1，采样通道为PA1引脚，采样时间为55.5个时钟周期。

**参数说明：**

* `ADC1`：ADC外设句柄。
* `ADC_Channel_1`：ADC通道，可取值为ADC_Channel_0~ADC_Channel_18。
* `1`：通道顺序，对于规则通道，顺序从1开始。
* `ADC_SampleTime_55Cycles5`：采样时间，可取值为ADC_SampleTime_1Cycles5~ADC_SampleTime_480Cycles。

### 2.3 ADC触发配置

ADC触发配置决定了ADC采样的触发条件。STM32 ADC支持软件触发、外部触发和定时器触发等多种触发模式。

**代码块：**

/* ADC触发配置 */
ADC_ExternalTrigConfig(ADC1, ADC_ExternalTrig_T1_CC1);
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

**逻辑分析：**

* `ADC_ExternalTrigConfig(ADC1, ADC_ExternalTrig_T1_CC1)`：配置ADC1的外部触发源为定时器1的比较输出1。
* `ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE)`：使能ADC1的软件触发模式。

**参数说明：**

* `ADC_ExternalTrig_T1_CC1`：外部触发源，可取值为ADC_ExternalTrig_T1_CC1~ADC_ExternalTrig_T8_TRGO。
* `ENABLE`：使能软件触发模式。

# 3.1 ADC数据采集

#### ADC数据读取和处理

STM32 ADC数据采集主要通过ADC寄存器读取ADC转换结果，具体步骤如下：

1. **读取ADC DR寄存器：**ADC DR寄存器存储了ADC转换结果，可以通过ADCx->DR寄存器读取