7 ADC

ADC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（0-2^(12-1)）逐次逼近型ADC，1us转换时间（1MHz，32ADC最快转换率）
输入电压范围：0~3.3V，转换结果范围：0~4095
18个输入通道，可测量16个外部（GPIO口）和2个内部信号源（内部温度传感器，内部参考电压1.2V）
规则组（常规使用）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（高于或低于阈值时，看门狗会触发中断）

STM32F103C8T6 ADC资源：ADC1、ADC2，10个外部输入通道

逐次逼近型ADC

逐次逼近型ADC的工作原理基于二分搜索算法，每次比较都会将待测信号范围逐渐逼近。

7.1 ADC模拟转换器

ADC框图

ADC基本结构

第一步：RCC开启时钟，开启GPIO和ADC的时钟，ADCCLK分频器配置
第二部：配置GPIO，把需要用的GPIO口配置成输入模式
第三步：配置多路开关，把左边的通道接入到右边的规则组列表里
第四步：配置ADC转换器，用结构体来配置（AD转换器、AD数据寄存器、触发控制等）
第五步，调用ADC_Cmd()，开启ADC

1）输入通道（GPIO、温度、电压）

2）四种转换模式（点菜模式）

•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

3）触发控制

4）数据对齐

一般采用右对齐

5）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

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

1. 采样：将模拟信号按照一定的时间间隔采集成离散的数字信号，即将连续的信号转换成离散的信号。
2. 保持：将采样得到的数字信号保持在一个电容或者存储器中，以便于后续的处理。
3. 量化：将保持的数字信号按照一定的规则进行量化，即将连续的信号离散化为一定数量的离散值。量化的过程会引入误差，这个误差被称为量化误差。
4. 编码：将量化后的数字信号编码成为二进制数，以便于数字系统的处理和传输。常见的编码方式有二进制补码编码、格雷码编码等。

ADC周期越短，转换速度越快，但是精度可能会有所降低

6）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

硬件电路