1. ADC介绍

1.1什么是ADC？

全称：Analog-to-Digital Converter，指模拟/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 ADC 是一种逐次逼近型模拟数字转换器（0~4095）。它有多达 18 个通道，可测量 16 个外部和 2 个 内部信号源。各通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。 ADC 的结果可以左对齐或右对齐 方式存储在 16 位数据寄存器中。

模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。

ADC 的输入时钟不得超过 14MHz，它是由 PCLK2 经分频产生。

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

1.2 ADC工作原理（逐次逼近型）

1.3 ADC特性参数

ADC的性能指标

量程：能测量的电压范围

分辨率：ADC能辨别的最小模拟量，通常以输出二进制数的位数表示，比如：8、10、12、16位等；位 数越多，分辨率越高，一般来说分辨率越高，转化时间越长

转化时间（采样时间）：从转换开始到获得稳定的数字量输出所需要的时间称为转换时间。转换时间越 长，转换结果相对越准确，但是转换速度就越慢

ADC特性

12 位精度下转换速度可高达1MHZ

供电电压：VSSA ：0V，VDDA ：2.4V~3.6V

ADC输入范围：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+，0~3.3V

ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中

2.ADC框图

3.ADC的一些细节

3.1输入通道

总共 2 个 ADC（ADC1，ADC2），每个 ADC 有 18 个转换通道: 16 个外部通道、 2 个内部通道（温度传感 器、内部参考电压）。

外部的16个通道在转换时又分为规则通道和注入通道，其中规则通道最多有16路，注入通道最多有4路。

3.2 规则组/注入组

3.3转换顺序

每个 ADC 规则通道只有一个数据寄存器，16个通道一起共用这个寄存器，所以需要指定规则转换通道的转 换顺序。

规则通道中的转换顺序由三个寄存器控制：SQR1、SQR2、SQR3，它们都是32位寄存器。SQR寄存器控制 着转换通道的数目和转换顺序，只要在对应的寄存器位SQx中写入相应的通道，这个通道就是第x个转换。

和规则通道转换顺序的控制一样，注入通道的转换也是通过注入寄存器来控制，只不过只有一个JSQR寄存器 来控制，控制关系如下：

注入序列的转换顺序是从JSQx[ 4 : 0 ]（x=4-JL[1:0]）开始。只有当JL=4的时候，注入通道的转换顺序才会按 照JSQ1、JSQ2、JSQ3、JSQ4的顺序执行。

3.4触发转换方法

1.通过向控制寄存器 ADC-CR2 的 ADON 位写 1 来开启 ADC ，再将 SWSTART 位置 1 ，启动规则通道转换

2.也可以通过外部事件（如定时器）进行转换。

3.5 转换时间

ADC 是挂载在 APB2 总线（PCLK2）上的，经过分频器得到 ADC 时钟（ADCCLK），最高 14 MHz。

转换时间=采样时间+12.5个周期

12.5个周期是固定的，一般我们设置 PCLK2=72M，经过 ADC 预分频器能分频到最大的时钟只能是 12M， 采样周期设置为 1.5 个周期，算出最短的转换时间为 1.17us。

3.6 中断及事件

DMA请求（只适用于规则组）

规则组每个通道转换结束后，除了可以产生中断外，还可以产生DMA请求，我们利用DMA及时把转换好的数 据传输到指定的内存里，防止数据被覆盖。

3.7 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。在校准期间，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。

通过设置ADC_CR2寄存器的CAL位启动校准。一旦校准结束， CAL位被硬件复位，可以开始正常转换。建议 在上电时执行一次ADC校准。校准阶段结束后，校准码储存在ADC_DR中。

建议在每次上电后执行一次校准。

3.8 单次转换和连续转换

单次转换：只转换一次

连续转换：转换一次之后，立马进行下一次转换

3.9扫描模式

关闭扫描模式：只转换ADC_SQRx或ADC_JSQR选中的第一个通道

打开扫描模式：扫描所有被ADC_SQRx或ADC_JSQR选中的所有通道

3.10ADC存储

ADC1转换的结果放在DR寄存器的低16位

ADC2转化的结果放在DR寄存器的高16位

4.ADC实验

4.1硬件清单：

光敏电阻

4.2光敏电阻

1. ‌工作原理

光电导效应：

当光线照射到光敏电阻（如硫化镉材料）时，半导体中的电子吸收光子能量跃迁至导带，形成电子-空穴对，导致电阻值降低；无光照时电阻恢复高阻状态‌

‌2.硬件设计与应用

分压电路：光敏电阻与固定电阻串联，输出模拟电压信号至MCU的ADC引脚（如STM32的PA0）‌

模块类型：

数字输出（DO）：通过比较器输出高低电平，适用于开关控制（如继电器触发）‌

模拟输出（AO）：需配合ADC转换，获取精确光照强度值‌

4.3实验1：ADC单通道采集实验

目的：使用 ADC1 采集通道 1 的电压值，通道 1 连接光敏电阻传感器。

代码编写

ADC函数相关代码编写

ADC的时钟经过预分配器得到的所以还要配置时钟

PA1对应ADC1的通道一

主函数编写

串口助手观察实验现象：

用手捂住光敏电阻电压不断升高，拿光照光敏电阻电压不断降低

4.4实验2：ADC单通道采集实验（DMA读取）

目的：使用 ADC1 采集通道 1 的电压值+DMA读取，通道 1 连接光敏电阻传感器。

代码编写

ADC相关函数编写

主函数编写

串口助手观察实验现象：

4.5实验3：ADC多通道采集实验（DMA读取）

目的：使用 ADC1 采集通道 0 ~3 的电压值+DMA读取，通道 1 连接光敏电阻传感器。

代码编写

ADC相关函数编写

主函数编写

串口助手观察实验现象：