（一）简介

• ADC (Analog-Digital Converter)模拟-数字转换器
• ADC可以将引脚上连续变化的模拟电压转换为内存中存储的数字变量，建立模拟电路到数字电路的桥梁
• 12位（分辨率）逐次逼近型ADC，1us（1MHz）转换时间
• 输入电压范围：0~3.3V，对应转换结果范围：0~4095（0~2^12-1）
• 18个输入通道，可 测量16个外部和2个内部信号源
• 规则组（常规事件）和注入组（突发事件）两个转换单元
• 模拟看门狗自动监测输入电压范围
• STM32F103C8T6 ADC资源：ADC1、ADC2， 10个外部输入通道

一般读取引脚我们只能获取高电平或者低电平，但是使用ADC之后，就可以把高低电平之间的任意电压进行量化，最终用一个变量表示，读取这个变量，就可以知道计算得知具体电压。

（二）ADC原理结构

1、逐次逼近型ADC学习

以前单片机性能不强的时候，需要外挂一块ADC芯片才能进行AD转换，下图中的通道选择开关表示一个可以通过模拟信号的数据选择器，有多少ADC的通道数即多少的开关，STM32内部的ADC有18个输入通道。

通过比较器进行逐次的比较，即从高位到低位依次判断是1还是0的过程。一遍遍的比较至近似相等。

2、ADC框图

• 触发ADC转换的信号：①软件触发，在程序中调用一条代码，就可以启动转换了。②硬件触发，就是这里的这些触发源（EXTI_11/EXTI15开始连接的两控制器）。
• 参考电压：芯片的VDDA和VSSA在电路中默认接了VREF，因此没有VREF±引脚。同电源0~3.3V
• ADCCLK：来源于外设总线预分频器，最大14MHz，因此把时钟源分频时候不能弄超了。
• 数据寄存器：存数据

• 模拟看门狗：可以存一个阈值高限和一个阈值低限。启动并指定了看门的通道，一旦数据超过限制范围，就会乱叫，即申请一个中断AWD。
• 通道组完成信号：转换完成之后，也会有一个信号，EOC是规则组的完成信号，JEOC注入组完成信号。这些信号可以渠道NVIC申请中断

3、ADC基本结构

手册引脚中只有IN0~9共10个通道，其他地方就没有了。因此芯片只有10个外部输入通道。下图中ADC12_IN0的意思是ADC1和ADC2的IN0都是在PA0上的，即引脚全都是相同的。因此ADC1和ADC2可以同时运行，即双ADC模式。

4、规则组的四种转换模式

参数：单次/连续、扫描/非扫描

【单次转换，非扫描模式】

【连续转换，非扫描模式】

【单次转换，扫描模式】

【连续转换，扫描模式】

（三 ）AD转换过程补充

1、触发控制

通过设置EXTSEL寄存器来选择控制源。

2、数据对齐

数据寄存器是16位的，ADC是12位的，因此存在一个数据对齐的问题，以便正确获取数据。一般使用右对齐，直接得到转换结果。

数据对齐常用于控制精度，如果后面的四位不要了，可以左对齐后只取高八位。

3、转换时间

AD转换的步骤：采样，保持；量化，编码

STM32 ADC的总转换时间为：TCONV=采样时间+ 12.5个ADC周期

需要采样保持的原因是，电压是波动的，因此想要在转换过程中，保持稳定。就需要这个采样保持电路。整个过程耗费时间即为采样时间。

12位的ADC需要12个转换周期

例如：当ADCCLK= 14MHz，采样时间为1.5个ADC周期TCONV= 1.5 + 12.5 = 14个ADC周期= 1μs

4、校准

• ADC有一个内置自校准模式。校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差。校准期间，在每个电容器上都会计算出一个误差修正码(数字值)，这个码用于消除在随后的转换中每个电容器上产生的误差
• 建议在每次上电后执行一次校准
• 启动校准前，ADC必须处于关电状态超过至少两个ADC时钟周期

校准过程是固定的，只需要注意调用即可。

5、硬件电路

ADC外围电路设计：方便信号接入。

①电位器产生可调电压（滑动变阻器），注意阻值不要太小。

②因为电阻阻值没法直接测量，就需要串联一个电阻分压（阻值近似传感器阻值），来得到一个反应电阻值电压的电路。

③电压转换电路，同样的需要电阻进行分压。根据分压公式计算PA2电压范围，PA2=VIN/50K*33K