STM32单片机ADC编程实战：采集模拟信号，探索传感器世界

# 1. STM32 ADC简介**

STM32单片机集成了高性能模数转换器（ADC），可将模拟信号转换为数字信号。ADC模块提供多种配置选项，如采样速率、分辨率和触发模式，使其适用于各种应用。

ADC转换过程涉及将模拟输入信号与内部参考电压进行比较，产生与输入信号成正比的数字值。数字值可以通过软件读取，并用于控制、数据采集或其他处理。

# 2. ADC编程基础

### 2.1 ADC配置

STM32 ADC配置涉及以下关键步骤：

- **使能ADC时钟：**在RCC寄存器中使能ADC时钟。
- **配置ADC引脚：**将ADC引脚配置为模拟输入模式。
- **选择ADC分辨率：**设置ADC分辨率，通常为12位或16位。
- **设置采样时间：**设置ADC采样时间，以确保足够的采样稳定性。
- **配置触发源：**选择触发源，如软件触发或外部触发。
- **启用DMA（可选）：**如果需要使用DMA传输数据，则启用DMA。

### 2.2 ADC转换

ADC转换过程包括以下步骤：

1. **启动转换：**通过软件或外部触发启动ADC转换。
2. **采样和保持：**ADC保持输入信号，以进行采样和保持。
3. **模数转换：**ADC将模拟输入信号转换为数字值。
4. **数据存储：**转换后的数字值存储在ADC寄存器中。

### 2.3 ADC中断

ADC中断用于在转换完成后通知处理器。中断配置包括：

- **使能ADC中断：**在NVIC寄存器中使能ADC中断。
- **配置中断优先级：**设置ADC中断的优先级。
- **中断处理程序：**编写中断处理程序，以处理ADC转换完成中断。

**代码示例：**

// ADC配置
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_ADC1EN;  // 使能ADC1时钟
GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_MODE0;      // PA0配置为模拟输入
ADC1->CR1 |= ADC_CR1_RES_1;         // 设置12位分辨率
ADC1->SMPR2 |= ADC_SMPR2_SMP0_0;    // 设置采样时间为2.8us
ADC1->CR2 |= ADC_CR2_EXTTRIG_SWSTART; // 使用软件触发

// ADC转换
ADC1->CR2 |= ADC_CR2_SWSTART; // 启动转换

// ADC中断
NVIC_EnableIRQ(ADC1_2_IRQn); // 使能ADC中断
ADC1->CR1 |= ADC_CR1_EOCIE;  // 使能转换完成中断

**逻辑分析：**

- RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_ADC1EN;：使能ADC1时钟。
- GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_MODE0;：将PA0引脚配置为模拟输入模式。
- ADC1->CR1 |= ADC_CR1_RES_1;：设置ADC分辨率为12位。
- ADC1->SMPR2 |= ADC_SMPR2_SMP0_0;：设置采样时间为2.8us。
- ADC1->CR2 |= ADC_CR2_EXTTRIG_SWSTART;：使用软件触发启动转换。
- ADC1->CR2 |= ADC_CR2_SWSTART;：启动转换。
- NVIC_EnableIRQ(ADC1_2_IRQn);：使能ADC中断。
- ADC1->CR1 |= ADC_CR1_EOCIE;：使能转换完成中断。

# 3.1 模拟信号采集

**ADC采集模拟信号原理**

STM32 ADC可将模拟信号转换为数字信号。其原理是通过内部的采样保持电路，将模拟信号采样并保持在一定时间内，然后通过模数转换器（ADC）将保持的模拟信号转换为数字信号。

**ADC采集模拟信号步骤**

ADC采集模拟信号的步骤如下：

1. **配置ADC：**设置ADC的采样率、分辨率、触发源等参数。
2. **启动ADC转换：*