ADC是模數(shù)轉(zhuǎn)換器的縮寫，我們通常見到的像8位ADC、16位ADC、24位ADC，將自然界中的模擬量轉(zhuǎn)換為MCU識(shí)別的數(shù)字量。通過ADC，我們可以采集各種傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)，增強(qiáng)嵌入式設(shè)備的環(huán)境感知能力。
ADC原理
ADC有多種配置，常見的有逐次逼近型、積分型和∑-Δ型、并行比較型等。目前，單片機(jī)被廣泛應(yīng)用。以STM32為例，它是逐次逼近類型。
逐次逼近類型的原理類似于天平稱重。稱重時(shí)，將要測(cè)量的物體放在一端，將砝碼放在另一端。如果權(quán)重端相對(duì)較重，則移除一個(gè)，然后放置二次權(quán)重，直到兩端的權(quán)重相等。
逐次逼近類型由比較器、d/a轉(zhuǎn)換器、緩沖寄存器和幾個(gè)控制邏輯電路組成，ADC逐位比較從高到低，工作過程如下。
1、清除緩沖寄存器
2、轉(zhuǎn)換開始后，首先將寄存器的高位置1發(fā)送到d/a轉(zhuǎn)換器，d/a轉(zhuǎn)換后的模擬量發(fā)送到比較器，稱為Vo 。
3、如果vo<，則將其與比較器要轉(zhuǎn)換的模擬量VI進(jìn)行比較；六、 該位保留，否則清除為0 。
4、將寄存器的二高階設(shè)置為1，將寄存器中的新數(shù)字量發(fā)送到d/a轉(zhuǎn)換器，然后將輸出VO與VI進(jìn)行比較，如果VO<；六、 保留該位，否則將其清除為0
循環(huán)此過程，直到寄存器的低位獲得數(shù)字量的輸出。
ADC分辨率
ADC精度由位數(shù)決定，例如16位ADC、24位ADC、32位ADC
例如，滿標(biāo)度電壓為5V的16位ADC表示ADC的分辨率為2的16次方，總計(jì)65536位，即16位ADC的小變化幅度為1bit。5V分為65536個(gè)部分，可測(cè)量的小電壓變化為5/65536v?，F(xiàn)在我們讀取的ADC值為1200，那么實(shí)際電壓應(yīng)為1200*5/65535。
ADC參考電壓
參考電壓是ADC測(cè)量精度的基本保障。參考電壓的設(shè)計(jì)是很重要，它關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。上例中提到的5vadc意味著該ADC的參考電壓為5V。當(dāng)ADC處于滿標(biāo)度時(shí)，測(cè)量值為參考電壓，用于校正測(cè)量值。
在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)特別注意ADC的參考電壓，不要將超過ADC參考電壓的信號(hào)線直接連接到ADC的輸入端。此時(shí)，我們需要使用精密電阻分壓器或放大器分壓器來調(diào)整信號(hào)。
