蒙眼说1. STM32 HAL库ADC电压采集实战指南
在嵌入式系统开发中，模拟信号采集是连接物理世界与数字系统的关键桥梁。作为STM32开发者，掌握ADC（模数转换器）的使用是基本功之一。本文将基于STM32 HAL库，深入讲解ADC电压采集的实现原理与实战技巧。
1.1 ADC基础概念解析
ADC（Analog-to-Digital Converter）是将连续变化的模拟信号转换为离散数字信号的电子设备。在STM32应用中，它让我们能够测量各种模拟量，如温度、压力、光照强度等传感器输出。
模拟信号与数字信号的关键区别：
- 模拟信号：连续变化的电压/电流（如0-3.3V平滑变化）
- 数字信号：离散的数值表示（如12位ADC输出的0-4095整数值）
STM32的ADC模块主要特点：
- 12位分辨率（部分型号支持16位）
- 多达18个输入通道（16个外部+2个内部）
- 单次或连续转换模式
- 可编程采样时间
- 多种触发方式（软件/硬件）
1.2 ADC工作原理深度剖析
1.2.1 逐次逼近型ADC原理
STM32采用逐次逼近型ADC，其工作流程可分为四个阶段：
- 采样阶段：模拟开关闭合，对输入电压进行采样
- 保持阶段：模拟开关断开，保持采样电压稳定
- 转换阶段：DAC输出与输入电压比较，逐位确定数字值
- 输出阶段：转换完成，输出数字结果
转换时间计算公式：
code复制T_CONV = 采样周期 + 12.5个ADC时钟周期
例如当ADCCLK=14MHz，采样周期为1.5时：
code复制T_CONV = 1.5 + 12.5 = 14周期 = 1μs
1.2.2 STM32 ADC通道架构
STM32F1系列的ADC通道配置灵活：
| 通道类型 | 数量 | 特点 |
|---|---|---|
| 规则通道 | 16个 | 共用1个数据寄存器，需DMA防止覆盖 |
| 注入通道 | 4个 | 各有独立数据寄存器，优先级更高 |
通道与引脚对应关系（以ADC1为例）：
| 通道 | 引脚 | 备注 |
|---|---|---|
| 0 | PA0 | 通用IO |
| 1 |