18、STM32F4 微控制器的 ADC 配置与使用指南

STM32F4 微控制器的 ADC 配置与使用指南

1. 嵌入式系统中的模数转换

在嵌入式系统里，模数转换（ADC）是将模拟信号转换为数字信号的关键过程。下面详细介绍 ADC 模块的几个重要特性。

1.1 ADC 中断

ADC 模块能够在转换结束时或者通过模拟看门狗特性产生中断。这些中断需要通过各自的位分别启用。转换结束中断会针对常规模式和注入模式分别产生，并且它们对应的回调函数也是分开的。

模拟看门狗特性可以将 ADC 结果与预先设置的高低阈值进行比较。在配置好 ADC 模块后，这个比较过程会自动进行，无需额外编写代码。如果转换结果超出了阈值范围，就会触发中断。这类似于一个软件可配置的窗口比较器，其优点是不需要模拟参考电压，比较是基于设置的阈值进行的。

1.2 采样与时钟

为了实现周期性采样，需要使用时钟信号。ADC 模块有专门的时钟 ADCCLK，其最大时钟速度为 36 MHz。

ADC 模块的总转换时间是配置的采样周期与逐次逼近寄存器（SAR）操作持续时间之和，而 SAR 操作持续时间取决于数据分辨率。采样周期可以是 3、15、28、56、84、112、144 或 480 个 ADC 时钟周期。对于 12 位数据分辨率，SAR 操作持续时间为 15 个 ADC 时钟周期；对于 10 位、8 位和 6 位数据分辨率，该持续时间分别可减少到 13、11 或 9 个 ADC 时钟周期。因此，ADC 模块在 12 位分辨率下每秒可产生 240 万个采样值；当将 ADCCLK 设置为 36 MHz 并采用 6 位分辨率时，每秒可达到 400 万个采样值。