ADC简介

        ADC，英文全称是Analog to Digital Convert，意为模拟数字转换器，简称模数转换器，或者叫AD转换器，STM32主要是数字电路，数字电路只有高低电平，没有几V电压的概念，如果想读取电压值需借助ADC模数转换器来实现。ADC读取引脚上的模拟电压，转化成一个数据存在寄存器里，将这个数据读取到变量中就可以进行显示、判断、记录等操作。

        数字到模拟的桥梁除了DAC还有PWM，PWM只有完全导通和完全断开两种状态，这两种状态下都没有功率损耗，在直流电机调速这种大概率应用场景，使用PWM来等效模拟量比DAC更好，PWM电路更简单常用。DAC的应用主要在波形的生成的领域，比如信号发生器、音频解码器等等。本型号的STM32没有DAC外设，自行了解即可。

        12位逼近型ADC和1us转换时间，设计到两个关键参数，第一个是分辨率，一般用多少位来表示，12位AD值的范围就是0 ~  - 1，就是量化结果是0 ~ 4095，位数越高量化结果越精细，对应分辨率越高。转换时间也就是转换频率，AD转换需要一小段时间，1us表示从AD转换开始到产生结果需要花1us的时间，对应AD转换频率就是1MHz，这也是STM32的最快转换频率。

        ADC的输入电压一般要求都是在芯片的负极和正极之间变化的，最低电压是负极0V，最高电压是正极3.3V，经过ADC转换之后最小值是0，最大值是4095，最大最小分别对应，之间的值也一一对应的线性关系，计算简单乘除系数即可。

        外部信号源就是16个GPIO口，在引脚上直接接模拟信号即可，不需要任何额外的电路，引脚就能直接测电压，较为方便。2个内部信号源是内部温度传感器和内部参考电压，温度传感器可以测量CPU的温度，内部参考电压是一个1.2V左右的基准电压，不随外部供电电压的变化而变化。如果芯片的供电不是标准的3.3V，测量外部引脚的电压可能不对，此时可读取这个基准电压进行校准，得到正确的电压值。

        ADC的增强功能，普通的AD转换流程，启动一次转换读一次值，再启动再读值。STM32的ADC可以列一个组，一次性启动一个组，连续转换多个值，有两个组，一个用于常规使用的规则组，一个是用于突发事件的注入组

        模拟看门狗自动检测输入电压范围。ADC一般可以用于测量光线强度，温度这些值，当温度高于或低于某个阈值会执行一些操作，这个判断就可以用模拟看门狗去自动执行，模拟看门狗可以用于检测指定收的某些通道，当AD值高于或低于阈值时就会申请中断，并可以在中断之中执行相应的操作，省去不断手动读值再用if判断的操作

        stm32f103c8t6只有ADC1和ADC2两个外设，10个外部输入通道，也就是它最多只能测量10个外部引脚的模拟信号。前面的16个外部信号源是这个系列最多有16个外部信号源，但是这个芯片引脚较少，有些引脚未被引出。如果需要更多通道可以选择其他型号

逐次逼近型ADC

        ADC0809的内部电路图，是一个独立的8位逐次逼近型ADC芯片。左边的IN0~IN7是输入的八路通道，通过通道选择开关选择一路，输入到比较器的上方进行转换，下边是地址锁存和译码，想选择哪个通道，就把通道号放在这三个脚上，给一个锁存信号，上面对应的通道选择开关就可以自动拨好了，这部分相当于可以通过模拟信号的数据选择器。ADC转换是一个很快的过程，给一个开始信号过几us便转换完成，如果想转换多路信号，只需一个AD转换器，加上一个多路选择开关，想转换哪一路拨动对应的开关，选中对应通道，然后开始转换即可。这里的ADC0809只有八个输入通道，STM32内部有18个输入通道，对应图中就是18路输入的多路开关

        对于判断电压对应的编码数据的方法，需要用到逐次逼近的方法来一一比较，图中三角形是一个电压比较器，可以判断两个输入信号电压的大小关系，输出一个高低电平指示谁大谁小，他的两个输入端，一个是待测的电压（上），另一个是DAC电压输出端，DAC是数模转换器，给他一个数据就可以输出对应的电压，DAC内部是使用加权电阻网络进行转换。

        将一个外部通道输入的位置编码的电压，和一个DAC输出的已知编码的电压，同时输入到电压比较器进行判断，如果DAC输出电压比较大，那就调小DAC数据，如果DAC输出比较小，那么就增大DAC数据，直到DAC输出电压和外部通道输入电压近似相等，这样DAC输入的数据就是外部电压的编码数据。

        电压调节的过程是由逐次逼近寄存器SAR完成的，为了最快找到未知电压的编码，通常会使用二分法进行查找，比如这里是8位的DAC，那编码就是0~255，第一次比较的时候，给DAC输入255的一半128进行比较，如果DAC电压大了，第二次比较的时候给128的一半64，如果还大第三次比就给32，如果这次小了那第四次就给32~64之间的值然后继续，以最快找到未知电压的编码。在这个过程中如果用二进制表示的话，会发现128 64 32 正好是二进制每一位的位权，这个判断过程相当于是对二进制从高位到低位依次判断是1还是0的过程。对于8位的ADC，从高位到低位判断8次就可以找到未知电压的编码。对于12位的ADC就需要判断12次。

        AD转换结束后，DAC的输入数据就是未知电压的编码，通过右边三态锁存缓冲器进行输出，八位就有8根线，十二位就有12根线。最右上角的EOC是End Of Convert转换结束信号。Start是开始转换，给一个输入脉冲开始转换，Clock是ADC时钟，因为ADC内部是一步一步进行判断的，需要时钟推动这个过程。

        下面VREF+和VREF-是DAC的参考电压，比如给一个数据255会对应5V还是3.3V将由这个参考电压决定，这个DAC的参考电压也决定了ADC的输入范围，所以他也是ADC参考电压。左边VCC和GND是整个芯片电路的供电，通常参考电压的正极VREF+和VCC是一样的，会接在一起，参考电压的负极和GND也是一样的，接在一起，一般情况下，ADC的电压输入范围就和ADC的供电一样