ADC

ADC 的全称是 Analog-to-Digital Converter，中文叫 模数转换器。

简单来说，它是单片机的**“眼睛”或“耳朵”**。它的作用是：把现实世界中连续变化的模拟量（Analog），翻译成单片机能听懂的数字量（Digital）。

1. 为什么要用 ADC？

单片机（比如你的 STM32）是一个纯数字的芯片，它只认识 0 和 1（低电平和高电平）。

但是现实世界是复杂的：

• 温度不是只有“冷”和“热”，还有 25.5°C。
• 声音不是只有“响”和“静”，有各种波形。
• 光线不是只有“亮”和“暗”，有各种亮度。
• 电池电压会随着使用慢慢下降，而不是突然从 3.3V 变到 0V。

这些连续变化的信号就是模拟信号。单片机要想知道“现在的电压具体是多少伏”，就必须通过 ADC 这个“翻译官”把电压变成一个整数。

2. ADC 是怎么工作的？（核心三要素）

把 ADC 想象成一把尺子，用来量电压的高度。

(1) 分辨率 (Resolution) —— 尺子的刻度有多细？

这是 ADC 最重要的参数，通常用**“位 (Bit)”**来表示。STM32 的 ADC 通常是 12位 (12-bit)。

• 12位的意思是：它把 0V 到 3.3V 之间的电压，切成了 $2^{12} = 4096$ 份。
• ADC 读出来的结果是一个 0 ~ 4095 之间的整数。
  • 0 代表 0V。
  • 4095 代表 3.3V（最大电压）。

比喻：如果你用一把只有厘米刻度的尺子（低分辨率）量身高，你只能说是 170cm。如果你用一把有毫米刻度的尺子（高分辨率），你能读出 170.5cm。位数越高，读得越准。

(2) 参考电压 (Vref) —— 尺子的最大长度是多少？

这是 ADC 能测量的最大范围。在 STM32 系统中，通常参考电压就是电源电压 3.3V。

• 如果输入电压超过 3.3V，ADC 的读数就会“爆表”，一直卡在最大值 4095（甚至可能烧坏引脚）。

(3) 采样率 (Sampling Rate) —— 量得有多快？

电压可能在不停地变。ADC 不是一直盯着看，而是每隔一小段时间“拍一张照片”。

• 如果你一秒钟测 1000 次，你就更能捕捉到电压快速抖动的细节。

3. 最关键的公式（怎么换算？）

你在代码里读到的 ADC 值（比如 HAL_ADC_GetValue 返回的值）是一个 0~4095 的整数。你需要把它换算成实际的电压值。

公式：

$$\text{U}= \frac{2048}{4095} \times 3.3\text{V} \approx 1.65\text{V}$$

举个例子：

假设你用 STM32 测一个电池电压，读出来的 ADC 值是 2048。 说明现在的电压刚好是量程的一半。

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4. 总结

• ADC 是什么？ 一个把电压（模拟量）变成数字（整数）的硬件外设。
• STM32 的 ADC 特点： 它是 12 位的，所以读出来的数在 0 到 4095 之间。
• 作用： 用来读传感器数据（光敏电阻、热敏电阻、电位器旋钮、电池电量等）。

如果你在之前的输入捕获里是在“数时间”，那么在 ADC 里你就是在“数电压强度”。