单片机ADC原理与应用：深入理解模数转换技术，准确采集模拟信号

# 1. 单片机ADC原理**

单片机ADC（模数转换器）是一种将模拟信号（电压或电流）转换为数字信号的电子器件。其基本原理是通过比较模拟信号与内部参考电压，将模拟信号量化为一系列离散的数字值。

ADC的工作过程主要包括三个阶段：采样、保持和转换。采样阶段，ADC将模拟信号采样为瞬时值；保持阶段，ADC将采样值保持在一定时间内，以便进行转换；转换阶段，ADC将保持值转换为数字信号。

# 2. 单片机ADC编程技巧

### 2.1 ADC配置与初始化

#### 2.1.1 ADC时钟配置

**代码块：**

// 设置ADC时钟源为内部RC振荡器
RCC_ADCCLKConfig(RCC_ADCCLK_HSI);

**逻辑分析：**

该代码配置ADC时钟源为内部RC振荡器，确保ADC模块有稳定的时钟源。

**参数说明：**

* `RCC_ADCCLK_HSI`：内部RC振荡器时钟源常量

#### 2.1.2 ADC通道选择

**代码块：**

// 使能ADC通道1
ADC_ChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, ADC_SampleTime_55Cycles5);

**逻辑分析：**

该代码使能ADC通道1，并设置采样时间为55个周期5。

**参数说明：**

* `ADC1`：ADC模块实例
* `ADC_Channel_1`：ADC通道1常量
* `ADC_SampleTime_55Cycles5`：采样时间常量，表示采样时间为55个周期5

#### 2.1.3 ADC分辨率和采样率

**代码块：**

// 设置ADC分辨率为12位
ADC_SetResolution(ADC1, ADC_Resolution_12b);

// 设置ADC采样率为100Hz
ADC_SetSamplingRate(ADC1, ADC_SampleTime_55Cycles5, 100);

**逻辑分析：**

该代码设置ADC分辨率为12位，采样率为100Hz。

**参数说明：**

* `ADC_Resolution_12b`：12位分辨率常量
* `ADC_SampleTime_55Cycles5`：采样时间常量，表示采样时间为55个周期5
* `100`：采样率，单位为Hz

### 2.2 ADC数据采集与处理

#### 2.2.1 ADC数据读取与转换

**代码块：**

// 启动ADC转换
ADC_StartConversion(ADC1);

// 等待ADC转换完成
while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));

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

**逻辑分析：**

该代码启动ADC转换，等待转换完成，然后读取ADC转换结果。

**参数说明：**

* `ADC1`：ADC模块实例
* `adcValue`：ADC转换结果变量

#### 2.2.2 ADC数据滤波与校准

**代码块：**

// 使用滑动平均滤波器滤波ADC数据
uint16_t filteredValue = 0;
for (int i = 0; i < FILTER_SIZE; i++) {
    filteredValue += adcValue;
}
filteredValue /= FILTER_SIZE;

**逻辑分析：**

该代码使用滑动平均滤波器滤波ADC数据，以减少噪声和提高精度。

**参数说明：**

* `FILTER_SIZE`：滤波器窗口大小

**代码块：**

// 使用多点校准校准ADC数据
float calibratedValue = 0;
float slope = 0;
float intercept = 0;

// 获取校准点
float calibrationPoints[NUM_CALIBRATION_POINTS][2];

// 计算斜率和截距
f