单片机C语言模拟量采集：ADC原理、配置和应用的实战指南

# 1. 单片机ADC基础理论

单片机ADC（模数转换器）是一种将模拟信号（如电压、电流）转换为数字信号的电子器件。它在单片机系统中扮演着至关重要的角色，为各种应用提供数据采集和处理功能。

ADC的工作原理是将连续的模拟信号采样并将其离散化为一系列数字值。采样频率和分辨率决定了ADC的性能。采样频率越高，ADC捕捉模拟信号变化的能力就越强；分辨率越高，数字值就越精确。

# 2 单片机ADC配置实战

### 2.1 ADC寄存器配置

#### 2.1.1 ADC控制寄存器

ADC控制寄存器（ADCCON）用于配置ADC的基本工作模式和时钟分频等参数。其寄存器结构如下：

ADCCON = [0:0] PSEL | [1:1] ADST | [2:2] ADEN | [3:3] ADCRST | [4:4] ADTRIG0 | [5:5] ADTRIG1 | [6:6] ADTRG2 | [7:7] ADPRE

| 字段 | 说明 |
|---|---|
| PSEL | ADC时钟选择位 |
| ADST | ADC转换启动位 |
| ADEN | ADC使能位 |
| ADCRST | ADC复位位 |
| ADTRIG0 | ADC触发源选择位0 |
| ADTRIG1 | ADC触发源选择位1 |
| ADTRG2 | ADC触发源选择位2 |
| ADPRE | ADC时钟分频位 |

**示例代码：**

#define ADCCON_ADEN_BIT 2
#define ADCCON_ADST_BIT 1

// 使能ADC
ADCCON |= (1 << ADCCON_ADEN_BIT);

// 启动ADC转换
ADCCON |= (1 << ADCCON_ADST_BIT);

**逻辑分析：**

* `ADCCON |= (1 << ADCCON_ADEN_BIT);`：将ADC使能位（ADEN）设置为1，使能ADC。
* `ADCCON |= (1 << ADCCON_ADST_BIT);`：将ADC转换启动位（ADST）设置为1，启动ADC转换。

#### 2.1.2 ADC转换结果寄存器

ADC转换结果寄存器（ADCRES）用于存储ADC转换后的结果。其寄存器结构如下：

ADCRES = [0:9] ADCRES

| 字段 | 说明 |
|---|---|
| ADCRES | ADC转换结果 |

**示例代码：**

uint16_t adc_result;

// 读取ADC转换结果
adc_result = ADCRES;

**逻辑分析：**

* `adc_result = ADCRES;`：将ADC转换结果寄存器（ADCRES）中的值读入变量`adc_result`中。

### 2.2 ADC时钟配置

#### 2.2.1 ADC时钟源选择

ADC时钟源选择寄存器（ADCTSC）用于选择ADC的时钟源。其寄存器结构如下：

ADCTSC = [0:0] PSEL

| 字段 | 说明 |
|---|---|
| PSEL | ADC时钟选择位 |

**示例代码：**

#define ADCTSC_PSEL_HCLK_BIT 0
#define ADCTSC_PSEL_PCLK_BIT 1

// 选择HCLK作为ADC时钟源
ADCTSC |= (1 << ADCTSC_PSEL_HCLK_BIT);

// 选择PCLK作为ADC时钟源
ADCTSC |= (1 << ADCTSC_PSEL_PCLK_BIT);

**逻辑分析：**

* `ADCTSC |= (1 << ADCTSC_PSEL_HCLK_BIT);`：将ADC时钟选择位（PSEL）设置为0，选择HCLK作为ADC时钟源。
* `ADCTSC |= (1 << ADCTSC_PSEL_PCLK_BIT);`：将ADC时钟选择位（PSEL）设置为1，选择PCLK作为ADC时钟源。

#### 2.2.2 ADC时钟分频

ADC时钟分频寄存器（ADCCLKCON）用于设置ADC时钟的分频系数。其寄存器结构如下：

ADCCLKCON = [0:2] ADCDIV

| 字段 | 说明 |
|---|---|
| ADCDIV | ADC时钟分频系数 |

**示例代码：**

#define ADCCLKCON_ADCDIV_1_BIT 0
#define ADCCLKCON_ADCDIV_2_BIT 1
#define ADCCLKCON_ADCDIV_4_BIT 2
#define ADCCLKCON_ADCDIV_8_BIT 3

// 设置ADC时钟分频系数为1
ADCCLKCON |= (1 << ADCCLKCON_ADCDIV_1_BIT);

// 设置ADC时钟分频系数为2
ADCCLKCON |= (1 << ADCCLKCON_ADCDIV_2_BIT);

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