STM32 ADC采样技术：10个实战案例，精准测量

# 1. STM32 ADC基本原理

**1.1 ADC概述**

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。STM32微控制器内置高性能ADC，可实现精确的模拟信号测量。

**1.2 ADC工作原理**

ADC通过以下步骤将模拟信号转换为数字信号：
- **采样：**ADC定期对模拟信号进行采样，获取其瞬时值。
- **量化：**将采样值转换为一系列离散的数字值，每个值对应一个特定的模拟电压范围。
- **编码：**将量化后的数字值转换为二进制或其他数字格式。

# 2. STM32 ADC采样配置

ADC采样配置是STM32 ADC采样技术中的关键步骤，它决定了ADC采样的精度、速度和功耗。本章将详细介绍STM32 ADC采样配置的各个方面，包括采样模式、分辨率、速率和触发源。

### 2.1 ADC采样模式

STM32 ADC支持多种采样模式，包括：

- **单次采样模式：**ADC在收到触发信号后进行一次采样，然后进入空闲状态。
- **连续采样模式：**ADC在收到触发信号后连续进行采样，直到触发信号停止。
- **扫描采样模式：**ADC按照预先配置的通道顺序依次对多个通道进行采样。

采样模式的选择取决于具体应用的需求。对于需要快速获取单次采样的应用，单次采样模式是合适的。对于需要连续获取数据的应用，连续采样模式更合适。扫描采样模式适用于需要同时获取多个通道数据的应用。

### 2.2 ADC采样分辨率

ADC采样分辨率是指ADC将模拟信号转换为数字信号的精度。STM32 ADC支持多种采样分辨率，包括：

- **12位分辨率：**ADC将模拟信号转换为12位数字信号，精度为0.0244%。
- **10位分辨率：**ADC将模拟信号转换为10位数字信号，精度为0.1%。
- **8位分辨率：**ADC将模拟信号转换为8位数字信号，精度为0.39%。

采样分辨率的选择取决于应用对精度的要求。对于需要高精度的应用，12位分辨率是合适的。对于精度要求不高的应用，10位或8位分辨率可以满足需求。

### 2.3 ADC采样速率

ADC采样速率是指ADC每秒钟可以进行采样的次数。STM32 ADC支持多种采样速率，包括：

- **最高100 kSPS：**ADC每秒钟可以进行100,000次采样。
- **最高10 kSPS：**ADC每秒钟可以进行10,000次采样。
- **最高1 kSPS：**ADC每秒钟可以进行1,000次采样。

采样速率的选择取决于应用对速度的要求。对于需要快速获取数据的应用，高采样速率是合适的。对于速度要求不高的应用，低采样速率可以满足需求。

### 2.4 ADC采样触发源

ADC采样触发源是指触发ADC进行采样的信号。STM32 ADC支持多种触发源，包括：

- **软件触发：**通过软件指令触发ADC进行采样。
- **外部触发：**通过外部信号触发ADC进行采样。
- **定时器触发：**通过定时器触发ADC进行采样。

触发源的选择取决于应用的具体需求。对于需要在特定时间点进行采样的应用，软件触发或定时器触发是合适的。对于需要外部事件触发采样的应用，外部触发是合适的。

**代码示例：**

// ADC采样配置
void ADC_Config(void)
{
    // 设置采样模式为连续采样
    ADC1->CR2 &= ~ADC_CR2_CONT;
    ADC1->CR2 |= ADC_CR2_CONT;

    // 设置采样分辨率为12位
    ADC1->CR1 &= ~ADC_CR1_RES;
    ADC1->CR1 |= ADC_CR1_RES_1;

    // 设置采样速率为100 kSPS
    ADC1->SMPR2 &= ~ADC_SMPR2_SMP;
    ADC1->SMPR2 |= ADC_SMPR2_SMP_0;

    // 设置采样触发源为软件触发
    ADC1->CR2 &= ~ADC_CR2_EXTTRIG;
    ADC1->CR2 &= ~ADC_CR2_EXTSEL;
}

**代码逻辑分析：**

- `ADC1->CR2 &= ~ADC_CR2_CONT;`：清除连续采样模式位。
- `ADC1->CR2 |= ADC_CR2_CONT;`：设置连续采样模式位。
- `ADC1->CR1 &= ~ADC_CR1_RES;`：清除采样分辨率位。
- `ADC1->CR1 |= ADC_CR1_RES_1;`：设置12位采样分辨率位。
- `ADC1->SMPR2 &= ~ADC_SMPR2_SMP;`：清除采样速率位。