二十一、STM32的ADC（一）（ADC介绍） - 详解

前言：在 STM32 系列单片机的外设中，ADC（Analog to Digital Converter，模数转换器）是最常用、也最基础的模块之一。它是 MCU 与现实世界传感器之间的桥梁。无论是温度、电压、电流，还是光照强度、声音信号，只要是模拟信号，最终都要通过 ADC 转换成数字信号，才能被 MCU 处理。

目录

什么？为什么要用它？就是一、ADC

二、STM32C8T6 的 ADC 模块概览

三、ADC 的基本结构与工作过程

四、ADC 的常见工作模式与应用场景

五、ADC 的代码编写思路

六、ADC 校准的重要性

七、总结

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一、ADC 是什么？为什么要用它？

STM32 的 ADC 模块可以把0～3.3V 的连续模拟电压信号，转换成一个0～4095 的数字值（12 位精度）。
举个例子：

1.当输入电压为 0V 时，ADC 输出 0。

2.当输入电压为 3.3V 时，ADC 输出 4095。

3.当输入电压为 1.65V 时，输出大约 2048。

换句话说，ADC 就像一把把电压“刻度化”的尺子。
MCU 读到这个数字后，就能根据比例关系还原真实电压值，从而判断传感器的状态。

二、STM32C8T6 的 ADC 模块概览

STM32F103C8T6 内部集成了两路 12 位 ADC：

1.ADC1

2.ADC2

它们可以独立使用，也能够同时工作，用于同步采样或双模式采集。

主要特性如下：

三、ADC 的基本结构与工作过程

理解 ADC 的内部结构，有助于你在编写代码时更有方向感。
STM32 的 ADC 内部主要包括以下几个模块：

1.模拟多路选择器（MUX）
负责在多个通道中选择要采样的输入信号，比如 PA0（通道0）或 PA1（通道1）。

2.采样保持电路（Sample & Hold）
将瞬时电压“抓取”并保持，供后续转换使用。
采样时间越长，精度越高，但转换速度越慢。

3.逐次逼近寄存器（SAR）
通过比较器逐位确定输入信号对应的数字值，是 ADC 的核心。

4.数据寄存器（DR）
保存转换结果，CPU 或 DMA 可直接读取。

在编写代码时，我们最终的目标，就是让 MCU：

1.选择合适的通道；

2.启动采样与转换；

3.等待或中断通知；

4.从 DR 寄存器读取转换结果。

四、ADC 的常见工作模式与应用场景

1. 单次转换模式

一次启动，只转换一个通道一次。适合偶尔采样，如检测一次电池电压。

2. 连续转换模式

启动后，ADC 自动连续采样。适合实时监控信号，如温度变化。

3. 扫描模式

行依次采集多个通道的信息。常用于多传感器场景，比如采集多个电位器或电压点。

4. 触发模式

通过外部信号（如定时器、外部中断）启动采样。适合需要精准时间同步的应用。

5. DMA 模式

自动把采样结果搬运到内存，不占用 CPU。
在代码中，这通常需要配置 DMA 通道、数据长度和目标地址。

五、ADC 的代码编写思路

可以将 ADC 的编程步骤理解为 6 个阶段：

① 开启时钟

STM32 的外设必须先开启对应时钟。
在代码中，通常会为 GPIO 和 ADC 各自使能时钟。

思路：
在编写代码时，记得先打开 RCC_APB2ENR 寄存器中对应位，例如开启 ADC1 和 GPIOA。

② 配置输入引脚

ADC 通道通常对应某些特定引脚（如 PA0 → ADC1_IN0）。
这些引脚必须配备为 模拟输入模式，不能是推挽输出或浮空输入。

思路：
配备 GPIO 模式寄存器为 Analog Input，这样引脚才能正确采样模拟信号。

③ 配置 ADC 参数

接着配置 ADC 的工作模式，如：

分辨率（默认 12 位）

转换模式（单次 / 连续 / 扫描）

材料对齐方式（右对齐/左对齐）

通道采样时间（决定速度与精度）

思路：
经过设置控制寄存器 ADC_CR1、ADC_CR2 和采样时间寄存器 ADC_SMPRx 实现。

④ 选择通道并设置转换顺序

STM32 的 ADC 帮助多个通道采样。
通道选择与顺序由 ADC_SQRx 寄存器控制。

思路：
如果只采样一个通道，只需指定通道编号；
若是多通道扫描，就依次填入每个通道的序号。

⑤ 启动 ADC 并读取结果

代码中一般通过“软件启动”或“定时器触发”启动转换。
转换达成后，能够通过中断或查询状态标志来读取结果寄存器（DR）的值。

思路：
你行选择“轮询法”定期读取，或者开启“EOC（转换结束中断）”自动处理。

⑥ 数据处理与转换

一个数字值（0～4095），你应该根据公式换算成实际电压或物理量：就是ADC 返回的

思路：
在应用层代码中，把数字量转为工程量（例如温度、电流、电压等），再做后续逻辑处理。

六、ADC 校准的重要性

在正式开始采样前，STM32 的 ADC 通常要求进行校准（Calibration）。
校准的目的是消除内部偏差，让采样结果更接近真实值。

思路：
在代码中，初始化 ADC 时加一个“启动校准”的步骤，并等待校准做完标志位。

七、总结

连接模拟世界与数字世界的关键外设。就是STM32C8T6 的 ADC 模块结构灵活、精度高、速度快，
只要你掌握了配置的逻辑，编写 ADC 代码就会变得非常自然：

“开时钟 → 配 GPIO → 配 ADC → 选通道 → 启动转换 → 读取结果”。