ADC

1. ADC数模转换器

那对于GPIO来说，它只能读取引脚的高低电平,要么是高电平，要么是低电平，只有两个值，而使用了ADC之后，我们就可以对这个高电平和低电平之间的任意电压进行量化，最终用一个变量来表示，读取这个变量，就可以知道引脚的具体电压到底是多少了。所以ADC其实就是一个电压表，把引脚的电压值测出来，放在一个变量里，这就是ADC的作用。

• 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位逐次逼近型ADC，1us转换时间

       逐次逼近型这是这个ADC的工作模式。然后12位和1us的转换时间，这里就涉及到ADC的两个关键参数了，第一个是分辨率，一般用多少位来表示，12位AD值，它的表示范围就是0-2^12-1，就是量化结果的范围是0~4095。位数越高，量化结果就越精细，对应分辨率就越高；

第二个是转换时间，就是转换频率，AD转换是需要花一小段时间的，这里1us就表示从AD转换开始到产生结果，需要花1us的时间，对应AD转换的频率就是1MHz，这个就是STM32 ADC的最快转换频率。如果你需要转换一个频率非常高的信号，那就要考虑一下这个转换频率是不是够用，如果你的信号频率比较低，那这个最大1MHz的转换频率也完全够用了。

• 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个外部和2个内部信号源

外部信号源就是16个GPIO口，在引脚上直接接模拟信号就行了，不需要任何额外的电路，引脚就直接能测电压。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，比如你电脑可以显示一个CPU温度，就可以用ADC读取这个温度传感器来测量；内部参考电压是一个1.2V左右的基淮电压，这个基准电压是不随外部供电电压变化而变化的，所以如果你芯片的供电不是标准的3.3V，那测量外部引脚的电压可能就不对，这时就可以读取这个基准电压进行校准，这样就能得到正确的电压值了。

• 规则组和注入组两个转换单元

规则组和注入组两个转换单元，这个就是STM32 ADC的增强功能了。普通的AD转换流程是，启动一次转换、读一次值，然后再启动、再读值，这样的流程。但是STM32的ADC就比较高级，可以列一个组，一次性启动一个组，连续转换多个值。并且有两个组，一个是用于常规使用的规则组，一个是用于突发事件的注入组。

• 模拟看门狗自动监测输入电压范围

模拟看门狗自动监测输入电压范围，这个ADC，一般可以用于测量光线强度、温度这些值，并且经常会有个需求，就是如果光线高于某个阈值、低于某个阈值或者温度高于某个阈值、低于某个阈值时，执行一些操作。这个高于某个阈值、低于某个阈值的判断，就可以用模拟看门狗来自动执行。模拟看门狗可以监测指定的某些通道，当AD值高于它设定的上阈值或者低于下阈值时，它就会申请中断，你就可以在中断函数里执行相应的操作，这样你就不用不断地手动读值，再用if进行判断了。

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

**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。**之前这里说的16个外部信号源,意思是这个系列最多有16个外部信号源，但是我们这个芯片引脚比较少，有很多引脚没有引出来，所以就只有10个外部信号源，如果你想要更多的外部通道，可以选择引脚更多的型号，具体有多少个通道，那还需要再参考—下数据手册了。

小结

ADC可以将模拟信号转换为数字信号，是模拟电路到数字电路的桥梁。那反过来，有模拟到数字的桥梁，那肯定就有数字到模拟的桥梁。这就是DAC，数字模拟转换器，使用DAC就可以将数字变量转化为模拟电压。

不过在上一节，我们还学到了一个数字到模拟的桥梁，PWM。上一节我们使用PWM来控制LED的亮度、电机的速度，这就是DAC的功能，同时PWM只有完全导通和完全断开两种状态，在这两种状态上都没有功率损耗。

所以在直流电机调速这种大功率的应用场景，使用PWM来等效模拟量，是比DAC更好的选择，并且PWM电路更加简单，更加常用。所以可以看出PWM还是挤占了DAC的很多应用空间。

目前DAC的应用主要是在波形生成这些领域，比如信号发生器、音频解码芯片等，这些领域PWM还是不好替代的。

内部结构

这个图是ADC0809的内部结构图，它是一个独立的8位逐次逼近型ADC芯片。在以前单片机性能不太好的时候，是通过外挂一个ADC芯片才能进行AD转换，这个ADC0809就是一款比较经典的ADC芯片。随着单片机的性能和集成度都有很大的提升，很多单片机内部就已经集成了ADC外设。

• 输入选择部分

首先左边这里INO~IN7，是8路输入通道，通过通道选择开关，选中一路，输入到所标点进行转换。下面这里是地址锁存和译码，就是你想选中哪个通道，就把通道号放在这三个脚（ADD…）上，然后给一个锁存信号(ALU)，上面这里对应的通路开关就可以自动拨好了。这部分就相当于一个可以通过模拟信号的数据选择器。

因为ADC转换是一个很快的过程，你给个开始信号，过几个us就转换完成了。所以说如果你想转换多路信号，那不必设计多个AD转换器，只需要一个AD转换器，然后加一个多路选择开关，想转换哪一路，就先拨一下开关，选中对应通道，然后再开始转换就行了。

就是这个输入通道选择的部分，这个ADC0809只有8个输入通道，我们STM32内部的ADC是有18个输入通道的，所以对应输入电路，就是一个18路输入的多路开关

• 核心结构

那然后输入信号选好了，到这里（所标红点）来，怎么才能知道这个电压对应的编码数据是多少呢？这就需要我们用逐次逼近的方法来比较了

首先这是一个电压比较器，它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。它的两个输入端，一个是待测的电压，另一个是这里DAC的电压输出端，DAC是数模转换器。我们之前说过了，给它一个数据，它就可以输出数据对应的电压，DAC内部是使用加权电阻网络来实现的转换。

那现在，我们有了一个外部通道输入的未知编码的电压，和一个DAC输出的已知编码的电压。

它俩同时输入到电压比较器，进行大小判断，如果DAC输出的电压比较大，我就调小DAC数据；

如果DAC输出的电压比较小，我就增大DAC数据，直到DAC输出的电压和外部通道输入的电压近似相等 ，这样DAC输入的数据就是外部电压的编码数据了，这就是DAC的实现原理。这个电压调节的过程就是这个逐次逼近SAR来完成的。

为了最快找到未知电压的编码，通常我们会使用二分法进行寻找。比如这里是8位的ADC，那编码就是从0~255。第一次比较的时候，我们就给DAC输入255的一半，进行比较，那就是128，然后看看谁大谁小，如果DAC电压大了；第二次比较的时候，再就给128的一半，64，如果还大，第三次比较的时候就给32，如果这次DAC电压小了，那第四次就给32到64中间的值，然后继续，这样依次进行下去，就能最快地找到未知电压的编码。并且这个过程，如果你用二进制来表示的话，你会发现，128、64、32这些数据，正好是二进制每一位的位权，这个判断过程就相当于是，对二进制从高位到低位依次判断是1还是0的过程，这就是逐次逼近型名字的来源。那对于8位的ADC，从高位到低位依次判断8次就能找到未知电压的编码了，对于12位的ADC，就需要依次判断12次，这就是逐次逼近的过程。

STM32(逐次逼近型)ADC电路图详解

在这里，左边是ADC的输入通道，包括16个GPIO口，INO~IN15和两个内部的通道(一个是内部温度传感器，另—个是VREFINT(V Referencelnternal)内部参考电压)。

总共是18个输入通道，然后到达这里，这是一个模拟多路开关，可以指定我们想要选择的通道。右边是多路开关的输出，进入到模数转换器，(这里模数转换器就是执行的我们刚才讲过的逐次比较的过程)，转换结果会直接放在这个数据寄存器里，我们读取寄存器就能知道ADC转换的结果了。

然后在模拟多路开关输出，对于普通的ADC，多路开关一般都是只选中一个的，就是选中某一个通道、开始转换、等待转换完成进取出结果，这是普通的流程。

但是STM32这里就比较高级了，它可以同时选中多个，而且在转换的时候还分成了两个组：规则通道组和注入通道组。其中规则组可以一次性最多选中16个通道，注入组最多可以选中4个通道。

举个例子，这就像是你去餐厅点菜，普通的ADC是，你指定一个菜，老板给你做，然后做好了送给你；这里就是，你指定一个菜单，这个菜单最多可以填16个菜，然后你直接递个菜单给老板，老板就按照菜单的顺序依次做好，一次性给你端上菜，这样的话就可以大大提高效率。当然，你的菜单也可以只写一个菜，这样这个菜单就简化成了普通的模式了。

那对于这个菜单呢，也有两种，一种是规则组菜单，可以同时上16个菜，但是它有个尴尬的地方。就是这个规则组只有一个数据寄存器，就是这个桌子比较小，最多只能放一个菜，你如果上16个菜，那不好意思，前15个菜都会被挤掉些，你只能得到第16个菜。

所以对于规则组转换来说，如果使用这个菜单的话，最好配合DMA来实现。DMA是一个数据转运小帮手，它可以在每上一个菜之后，把这个菜挪到其他地方去，防止被覆盖。这个DMA我们下一节就会讲，现在先大概了解一下，那现在我们就知道了，这个规则组虽然可以同时转换16个通道，但是数据寄存器只能存一个结果，如果不想之前的结果被覆盖，那在转换完成之后，就要尽快把结果拿走。

接着我们看一下注入组，这个组就比较高级了，它相当于是餐厅的VIP座位，在这个座位上，一次性最多可以点4个菜，并且这里数据寄存器有4个，是可以同时上4个菜的。对于注入组而言，就不用担心数据覆盖的问题了，这就是规则组和注入组的介绍。

一般情况下，我们使用规则组就完全足够了，如果要使用规则组的菜单，那就再配合DMA转运数据，这样就不用担心数据覆盖的问题了。所以接下来就只讲规则组的操作，注入组涉及的不多，大家可以看手册自行了解。

那我们接着继续看这个模数转换器外围的一些线路

首先，左下角这里是触发转换的部分，也就是这里的START信号，开始转换。那对于STM32的ADC，触发ADC开始转换的信号有两种，一种是软件触发，就是你在程序中手动调用一条代码，就可以启动转换了；另一种是硬件触发，就是这里的这些触发源。

上面这些是注入组的触发源，下面这些是规则组的触发源，这些触发源主要是来自于定时器，有定时器的各个通道，还有TRGO定时器主模式的输出，这个之前讲定时器的时候也介绍过。定时器可以通向ADC、 DAC这些外设，用于触发转换。

那因为ADC经常需要过一个固定时间段转换一次。比如每隔1ms转换一次，正常的思路就是，用定时器，每隔1ms申请一次中断，在中断里手动开始一次转换，这样也是可以的。但是频繁进中断对我们的程序是有一定影响的，比如你有很多中断都需要频繁进入，那肯定会影响主程序的执行，并且不同中断之间，由于优先级的不同，也会导致某些中断不能及时得到响应。

如果触发ADC的中断不能及时响应，那我们ADC的转换频率就肯定会产生影响了。所以对于这种需要频繁进中断，并且在中断里只完成了简单工作的情况，一般都会有硬件的支持。

然后接着看，左上角这里是VREF+、VREF-、VDDA和VSSA。上面两个是ADC的参考电压，决定了ADC输入电压的范围；下面两个是ADC的供电引脚。

一般情况下，VREF+要接VDDA，VREF-要接VSSA，在我们这个芯片上，没有VREF+和VREF-的引脚，它在内部就已经和VDDA和VSSA接在一起了。VDDA和VSSA是内部模拟部分的电源，比如ADC、RC振荡器、锁相环等。在这里VDDA接3.3V, VSSA接GND，所以ADC的输入电压范围就是0~3.3V。

在电子和电路设计中，VREF+、VREF-、VDDA 和 VSSA 是常见的电源和参考电压信号。它们的含义如下：

VREF+：正参考电压，通常用于提供一个稳定的正电压基准，供模拟电路或ADC（模数转换器）使用。
VREF-：负参考电压，通常用于提供一个稳定的负电压基准，可能在一些需要双极性电源的电路中使用。
VDDA：模拟电源电压，通常为模拟电路提供电源，确保模拟电路的正常工作。
VSSA：模拟地，通常是模拟电路的接地参考点，与VDDA配合使用。

然后继续看，右边这里是ADCCLK是ADC的时钟，也就是这里的CLOCK，是用于驱动内部逐次比较的时钟。这个ADCCLK是来自ADC预分频器，而ADC预分频器是来源于RCC的。

APB2时钟72MHZ，然后通过ADC预分频器进行分频，得到ADCCLK，ADCCLK最大是14MHZ，所以这个预分频器就有点尴尬。它可以选择2、4、6、8分频，如果选择2分频，72M/2=36M，超出允许范围了；4分频之后是18M，也超了，所以对于ADC预分频器只能选择6分频，结果是12M和8分频，结果是9M，这两个值。这个在程序里要注意一下。

继续看上面这里是DMA请求，这个就是用于触发DMA进行数据转运的，我们下节再讲。

上面这里，还有模拟看门狗，它里面可以存一个阈值高限和阈值低限。如果启动了模拟着门狗，并指定了看门的通道，那这个看门狗就会关注它看门的通道，一但超过这个阈值范围了，它就会乱叫，就会在上面，申请一个模拟看门狗的中断，最后通向NVIC。

然后是两个数据寄存器，用于存放转换结果的。

然后对于规则组和注入组而言呢，它们转换完成之后，也会有一个EOC转换完成的信号。

在这里，EOC是规则组的完成信号，JEOC是注入组完成的信号。这两个信号会在状态寄存器里置一个标志位，我们读取这个标志位，就能知道是不是转换结束了，同时这两个标志位也可以去到NVIC，申请中断。如果开启了NVIC对应的通道，它们就会触发中断。

2. ADC基本结构

左边是输入通道，16个GPIO口，外加两个内部的通道，然后进入AD转换器。AD转换器里有两个组，一个是规则组，一个是注入组，规则组最多可以选中16个通道，注入组最多可以选择4个通道。然后转换的结果可以存放在AD数据寄存器里，其中规则组只有1个数据寄存器，注入组有4个。

然后下面这里有触发控制，提供了开始转换这个START信号，触发控制可以选择软件触发和硬件触发。硬件触发主要是来自于定时器，当然也可以选择外部中断的引脚，右边这里是来自于RCC的ADC时钟CLOCK，ADC逐次比较的过程就是由这个时钟推动的。

然后上面，可以布置一个模拟看门狗用于监测转换结果的范围，如果超出设定的阈值，就通过中断输出控制，向NVIC申请中断，另外，规则组和注入组转换完成后会有个EOC信号，它会置一个标志位，当然也可以通向NVIC。最后右下角这里还有个开关控制，在库函数中，就是ADC_Cmd函数，用于给ADC上电的，那这些，就是STM32 ADC的内部结构了。

ADC1和ADC2的引脚全都是相同的，既然都相同，那要ADC2还有啥用呢。这个就要再说一个ADC的高级功能了，就是双ADC模式，这个模式比较复杂。这里只简单介绍一下，不需要掌握。双ADC模式就是ADC1和ADC2一起工作，它俩可以配合组成同步模式、交叉模式等等模式。比如交叉模式，ADC1和ADC2交叉地对一个通道进行采样，这样就可以进一步提高采样率。

2.1 规则组的4种转换模式

接下来，我们再来了解一下规则组的4种转换模式，分别是单次转换，非扫描模式和连续转换，扫描模式。

那在我们ADC初始化的结构体里，会有两个参数，一个是选择单次转换还是连续转换的，另一个是选择扫描模式还是非扫描模式的，这两个参数组合起来，就有这4种转换方式。我们来逐一看一下。

单次转换 非扫描模式

第一种，单次转换，非扫描模式，这里我画了一个列表，这个表就是规则组里的菜单，有16个空位，分别是序列1到序列16，你可以在这里“点菜”，就是写入你要转换的通道，在非扫描的模式下，这个菜单就只有第一个序列1的位置有效，这时，菜单同时选中一组的方式就退化为简单地选中一个的方式了。

在这里我们可以在序列1的位置指定我们想转换的通道，比如通道2，写到这个位置。然后，我们就可以触发转换，ADC就会对这个通道2进行模数转换，过一小段时间后，转换完成，转换结果放在数据寄存器里，同时给EOC标志位置1，整个转换过程就结束了。

我们判断这个EOC标志位，如果转换完了， 那我们就可以在数据寄存器里读取结果了。如果我们想再启动一次转换，那就需要再触发一次，转换结束，置EOC标志位，读结果。如果想换一个通道转换，那在转换之前，把第一个位置的通道2改成其他通道，然后再启动转换，这样就行了。这就是单次转换，非扫描的转换模式。没有用到这个菜单列表，也是比较简单的一种模式。

连续转换 非扫描模式

接下来我们看一下连续转换，非扫描模式。首先，它还是非扫描模式，所以菜单列表就只用第一个，然后它与上一种单次转换不同的是，它在一次转换结束后不会停止，而是立刻开始下一轮的转换，然后一直持续下去。

这样就只需要最开始触发一次，之后就可以一直转换了。这个模式的好处就是，开始转换之后不需要等待一段时间的，因为它直都在转换，所以你就不需要手动开始转换了，也不用判断是否结束的，想要读AD值的时候，直接从数据寄存器取就是了。这就是连续转换，非扫描的模式。

单次转换 扫描模式

然后继续看，单次转换，扫描模式。这个模式也是单次转换，所以每触发一次，转换结束后，就会停下来，下次转换就得再触发才能开始。然后它是扫描模式，这就会用到这个菜单列表了，你可以在这个菜单里点菜，比如第一个菜是通道2，第二个菜是通道5，等等等等，这里每个位置是通道几可以任意指定，并且也是可以重复的，然后初始化结构体里还会有个参数，就是通道数目。

因为这16个位置你可以不用完，只用前几个，那你就需要再给一个通道数目的参数，告诉它，我有几个通道。比如这里指定通道数目为7，那它就只看前7个位置，然后每次触发之后，它就依次对这前7个位置进行AD转换，转换结果都放在数据寄存器里，这里为了防止数据被覆盖，就需要用DMA及时将数据挪走。那7个通道转换完成之后，产生EOC信号，转换结束，然后再触发下一次，就又开始新一轮的转换，这就是单次转换，扫描模式的工作流程。

连续转换 扫描模式

那最后再看一下连续转换，扫描模式。它就是在上一个模式的基础上，变了一点，就是一次转换完成后，立刻开始下一次的转换。和上面这里非扫描模式的单次和连续是一个套路，这就是连续转换，扫描模式。

当然在扫描模式的情况下，还可以有一种模式，叫间断模式。它的作用是，在扫描的过程中，每隔几个转换，就暂停一次，需要再次触发，才能继续。这个模式没有列出来，要不然模式太多了。大家了解一下就可以了，暂时不需要掌握，好，这些就是STM32 ADC的4种转换模式。

2.2 额外知识点

2.2.1 触发控制

这个表就是规则组的触发源，也就是ADC总框图中的ADC。在这个表里，有来自定时器的信号；还有这个来自引脚或定时器的信号，这个具体是引脚还是定时器，需要用AFIO重映射来确定；最后是软件控制位，也就是我们之前说的软件触发。

这些触发信号怎么选择，可以通过设置右边这个寄存器来完成，当然使用库函数的话，直接给一个参数就行了，这就是触发控制。

2.2.2 数据对齐

我们这个ADC是12位的，它的转换结果就是一个12位的数据，但是这个数据寄存器是16位的，所以就存在一个数据对齐的问题。这里第一种是数据右对齐，就是12位的数据向右靠，高位多出来的几位就补0；第二种是数据左对齐，是12位的数据向左靠，低位多出来的几位补0。在这里我们一般使用的都是第一种右对齐，这样读取这个16位寄存器，直接就是转换结果。

如果选择左对齐，直接读的话，得到的数据会比实际的大，因为数据左对齐实际上就是把数据左移了4次。二进制有个特点，就是数据左移一次，就等效于把这个数据乘2，那这里左移4次，就相当于把结果乘16了，所以直接读的话会比实际值大16倍。

那要这个左对齐有啥用呢?这个用途就是，如果你不想要这么高的分辨率，你觉得0~4095数太大了，我就做个简单的判断，不需要这么高分辨率，那你就可以选择左对齐，然后再把这个数据的高8位取出来，这样就舍弃掉了后面4位的精度，这个12位的ADC就退化成了8位的ADC了，这就是左对齐的作用。

不过我们一般用的话，选右对齐就行了，如果需要裁剪一些分辨率，大不了就先把12位都取出来，再做处理。

2.2.3 转换时间

这个大概讲一下，不过转换时间这个参数，我们一般不太敏感，因为一般AD转换都很快，如果不需要非常高速的转换频率，那转换时间就可以忽略了。

我们来看一下，之前我们说了，AD转换是需要一小段时间的，就像厨子做菜一样，也是需要等一会儿才能上菜的，那AD转换的时候都有哪些步骤需要花时间呢？AD转换的步骤，有4步，分别是采样，保持，量化，编码，其中采样保持可以放在一起，量化编码可以放在一起，总共是这两大步。量化编码好理解，就是我们之前讲过的，ADC逐次比较的过程，这个是要花一段时间的，一般位数越多，花的时间就越长。

那采样保持是干啥的呢？这个我们前面这里并没有涉及，为什么需要采样保持呢？这是因为，我们的AD转换，就是后面的量化编码，是需要一小段时间的，如果在这一小段时间里，输入的电压还在不断变化，那就没法定位输入电压到底在哪了，所以在量化编码之前，我们需要设置一个采样开关。

先打开采样开关，收集一下外部的电压，比如可以用一个小容量的电容存储一下这个电压，存储好了之后，断开采样开关，再进行后面的AD转换。这样在量化编码的期间，电压始终保持不变，这样才能精确地定位未知电压的位置，这就是采样保持电路。

那采样保持的过程，需要闭合采样开关，过一段时间再断开，这里就会产生一个采样时间。那回到这里，我们就得到了第二条，STM32 ADC的总转换时间为TCONV=采样时间+12.5个ADC周期，采样时间是采样保持花费的时间，这个可以在程序中进行配置，采样时间越大，越能避兔一些毛刺信号的干扰，不过转换时间也会相应延长。12.5个ADC周期是量化编码花费的时间，因为是12位的ADC，所以需要花费12个周期，这里多了半个周期，可能是做其他一些东西花的时间。ADC周期就是从RCC分频过来的ADCCLK，这个ADCCLK最大是14MHz。

所以下面有个例子，这里就是最快的转换时间，当ADCCLK=14MHz，采样时间为1.5个ADC周期，TCONV = 1.5 +12.5 = 14个ADC周期，在14MHz ADCCLK的情况下就 = 1us，这就是转化时间最快1us时间的来源。如果你采样周期再长些，它就达不到1us了；另外你也可以把ADCCLK的时钟设置超过14MHz，这样的话ADC就是在超频了，那转换时间可以比1us还短，不过这样稳定性就没法保证了。

2.2.4 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

第一个是一个电位器产生一个可调的电压，这里电位器的两个因定端，一端接3.3V，另一端接GND，这样中间的滑动端就可以辅出一个0~3.3V可调的电压输出了，我们这里可以接ADC的输入通道，比如PA0口，当滑动端往上滑时，电压增大，往下滑时，电压减小。

另外注意一下这个电阻的阻值不要给太小，因为这个电阻两流也是直接跨接在电源正负极的，如果阻值太小,那这个电阻就会比较费电，再小就有可能发热冒烟了，一般至少要接K欧级的电阻。比如这里接的是10K的电阻，这是电位器产生可调电压的电器。

然后中间是传感器输出电压的电路，一般来说，像光敏电阻、热敏电阻、红外接收管、麦克风等等，都可以等效为一个可变电阻(N1)，那电阻值没法直接测量，所以这里就可以通过和一个固定电阻串联分压，来得到一个反应电阻值电压的电路。

那这里，传感器阻值变小时，下拉作用变强，输出电压就下降：传感器阻值变大时，下拉作用变弱，输出端受上拉电阻的作用，电压就会升高。这个固定电阻一般可以选择和传感器阻值相近的电阻，这样可以得到一个位于中间电压区域比较好的输出。

当然这里传感器和固定电阻的位置也可以换过来，这样的话，输出电压的极性就反过来了，这就是这个分压方法来输出传感器阻值的电路。

我们看一下最后这个电路，这是一个简单的电压转换电路，比如你想测一个0-5V的VIN电压，但是ADC只能接收0-3.3V的电压，那就可以搭建—个这样的简易转换电路。

在这里还是使用电阻进行分压，上面阻值17K，下向阻值33K，加一起是50K，所以根据分压公式，中间的电压就是VIN/50K×33K，最后得到的电压范国就是0~3.3V，就可以进入ADC转换了。

2.3 代码实战

程序现象：在面包板的中间，也就是芯片左边接了一个电位器，就是滑动变阻器。用这个电位器产生一个0~3.3V连续变化的模拟电压信号。然后接到STM32的PA0口上，之后用STM32内部的ADC读取电压数据，显示在屏幕上。

这里屏幕第一行显示的是AD转换后的原始数据，第二行是经过处理后实际的电压值。电位器往左拧，AD值减小，电压值也减小，AD值最小是0，对应的电压就是0V；反之同理STM32的ADC是12位的，所以AD结果最大值是4095，也就是2^12-1，对应的电压是3.3V。

• 第一步：开启RCC时钟，包括ADC和GPIO的时钟，另外这里ADCCLK的分频器，也需要配置一下

/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);	//开启ADC1的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟

• 第二步，配置GPIO。把需要用的GPIO配置成模拟输入的模式

/*设置ADC时钟*/
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);		//选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz

/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA0引脚初始化为模拟输入

• 第三步，配置这里的多路开关。把左边的通道接入到右边的规则组列表里。这个过程就是我们之前说的点菜，把各个通道的菜，列在菜单里

/*规则组通道配置*/
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);		//规则组序列1的位置，配置为通道0

• 第四步，就是配置ADC转换器了。在库函数里，是用结构体来配置的，可以配置这一大块电路的参数。包括ADC是单次转换还是连续转换、扫描还是非扫描、有几个通道，触发源是什么，数据对齐是左对齐还是右对齐。

/*ADC初始化*/
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;					//定义结构体变量
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;	//模式，选择独立模式，即单独使用ADC1
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	//数据对齐，选择右对齐
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//外部触发，使用软件触发，不需要外部触发
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;	//连续转换，失能，每转换一次规则组序列后停止
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;	//扫描模式，失能，只转换规则组的序列1这一个位置
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;			//通道数，为1，仅在扫描模式下，才需要指定大于1的数，在非扫描模式下，只能是1
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);				//将结构体变量交给ADC_Init，配置ADC1

如果你需要模拟看门狗，那会有几个函数用来配置阈值和监测通道的。如果你想开启中断，那就在中断输出控制里用ITConfig函数开启对应的中断输出，然后再在NVIC里，配置一下优先级，这样就能触发中断了。不过这一块，模拟看门狗和中断，我们本节暂时不用，如果你需要的话，可以自己配置试一下。

/*ADC使能*/
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);									//使能ADC1，ADC开始运行

/*ADC校准*/
ADC_ResetCalibration(ADC1);						//固定流程，内部有电路会自动执行校准
while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
ADC_StartCalibration(ADC1);
while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);

/**
  * 函    数：获取AD转换的值
  * 参    数：无
  * 返 回 值：AD转换的值，范围：0~4095
  */
uint16_t AD_GetValue(void)
{
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);					//软件触发AD转换一次
	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);	//等待EOC标志位，即等待AD转换结束
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);			//读数据寄存器，得到AD转换的结果
}