目录

【ADC概述】

        【ADC全称】

        【ADC性能指标】

        【ADC特性】

        【ADC通道】

        【ADC转换顺序】

        【ADC触发方式】

        【ADC转化时间】

        【ADC转化模式】 

        【电压转换】

【demo · ADC_MQ2】

【补充】

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【ADC概述】

        【ADC全称】

        【ADC性能指标】

        【ADC特性】

        【ADC通道】

        总共2个ADC（ADC1，ADC2），每个ADC有18个转换通道: 16个外部通道、 2个内部通道（温度传感器、内部参考电压）

        【ADC转换顺序】

        【ADC触发方式】

        【ADC转化时间】

  转换时间=采样时间+12.5个周期 

【ADC校准】

        【电压转换】

【demo · ADC_MQ2】

demo概述：读取MQ-2传感器数据

在 CubeMX_USART_NVIC 基础上进行修改

 

int main(void)
{
    uint32_t smoke_value = 0;

    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    MX_ADC1_Init();

	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
	printf("hello zzq\r\n");
	HAL_Delay(1000);
    while (1)
    {
        /* ADC关键代码 */
        HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);        //校准ADC，不校准会导致ADC测量不准确
		HAL_ADC_Start(&hadc1); 						// 启动ADC单次转换
		HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50); 		// 等待ADC转换完成，超时时间50ms
		smoke_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); 	// 读取ADC转换数据
		printf("smoke_value = %f\r\n", 3.3/4096 * smoke_value);	// 把数据转换为电压
		//printf("smoke_value = %d \r\n", smoke_value);
		HAL_Delay(500);
        /* ADC关键代码 */

		if(UART1_RX_STA & 0x8000)
		{
			printf("收到数据：");								// 把“”中的内容打印到串口
			printf("%s",UART1_RX_Buffer);						// 将收到的数据发送到串口
			//HAL_UART_Transmit(&huart1, UART1_RX_Buffer, UART1_RX_STA & 0x3fff, 0xffff);		// 将收到的数据发送到串口
			while(huart1.gState != HAL_UART_STATE_READY);		// 等待发送完成
			printf("\r\n");
			UART1_RX_STA = 0;																// 重新开始下一次接收
			memset(UART1_RX_Buffer,0,sizeof(UART1_RX_Buffer));	// 清空缓冲区
		}

注意：校准函数：HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);

           在初始化之后，在start之前，可以写在   void MX_ADC1_Init(void)   的最后

【补充】

IN0~IN15： 16路12位ADC采样通道，外部模拟量信号输入

Temperature Sensor Channel： MCU内置温度传感器采样通道，用来测量器件周围的温度。在MCU内部与ADC1_IN16通道相连

Vrefint Channel： 内部参考电压检测通道，ADC 的参考电压都是通过 Vref+ 引脚提供的并作为ADC转换器的基准电压，当Vref+直接取自VDD电压时，易受VDD波动而影响，因此可以该通道对参考电压进行校准，以提升ADC计算精度。在MCU内部与ADC1_IN17通道相连

EXTI Conversion Trigger： 外部触发转换。
ADC转换可由外部事件触发，EXTSEL[2:0]和JEXTSEL[2:0]控制位允许应用程序选择8个可能的事件中的某一个，触发规则通道组合注入通道组的采样。这里若选择Disable，则可以在6个来自片上定时器的内部信号中选择一个作为触发源；
若选择Injected Trigger/Regular Trigger/Injected and Regular Trigger，表示由外部引脚信号触发相应的通道组。
 

ADCs_Common_Settings：（ADC模式设置）

Mode：Independent mode
独立模式。此模式中，双ADC同步不工作，ADC1和ADC2相互独立工作。
如果不需要ADC同步或者只是用了一个ADC的时候，应该设成独立模式，多个ADC同时使用时会有其他模式，如双重ADC同步模式，两个ADC同时采集一个或多个通道，可以提高采样率。对应ADC控制寄存器1（ADC_CR1）中的DUALMOD[3:0]位。

ADC_Settings：（ADC设置）

Data Alignment：（数据对齐方式）
数据左对齐/右对齐，一般选择使用右对齐。

Scan Conversion Mode：（扫描模式）
扫描模式使能。对应ADC控制寄存器1（ADC_CR1）中的SCAN位。
如果只是用了一个通道的话，设置为DISABLE；
如果使用了多个通道的话，可以选择设置ENABLE或者DISABLE；（后面结合具体场景介绍）

Continuous Conversion Mode：（连续转换模式）
数据的连续转换，对应ADC控制寄存器2（ADC_CR2)中的CONT位。
设置为ENABLE，即使能连续转换；设置为DISABLE，则是单次转换。
两者的区别在于连续转换直到所有的数据转换完成后才停止转换，而单次转换则只转换一次数据就停止，要再次触发转换才可以进行转换

Discontinuous Conversion Mode：（间断模式）
间断模式，对应ADC控制寄存器1（ADC_CR1）中的DISCEN位。
如果单通道不需要采用间断，多通道具体分析，后面示例中具体介绍

ADC_Regular_ConversionMode：规则通道组采样设置

Enable Regular Conversions：（常规转换模式）
使能规则通道组转换。

Number of Conversion：（转换通道数量）
规则通道组序列长度为3，即包含3个采样通道。

External Trigger Conversion Source：（外部触发转换源）
选择外部触发源，
Regular Conversion launched by software 规则的软件触发 调用函数触发
Timer X Capture Compare X event 外部引脚触发,
Timer X Trigger Out event 定时器通道输出触发

Rank：ADC转换通道顺序
当使用多通道采集的时候，可以在这里设置每个通道采集的先后顺序

ADC_Injected_ConversionMode：注入通道设置
参数和上面的规则通道一样；
需要注意的是，注入通道的功能和规则通道的一样，但是注入通道的优先级要比规则通道的高；

WatchDog： 模拟看门狗中断
 

        在CubeMX的ADC配置中，在Mode里有一个选项是EXTI Conversion Trigger，可选Regular Trigger。在Configuration里的ADC_Regular_ConversionMode中也有一个选项是External Trigger Conversion Source，可选项是Regular Conversion launchcd by software、Timer 3 Trigger Out event等，我想知道EXTI Conversion Trigger和External Trigger Conversion Source的作用分别是什么？有什么区别，尤其是EXTI Conversion Trigger的Regular Trigger和External Trigger Conversion Source的Timer 3 Trigger Out event我感觉作用很像？

配置项	作用	适用场景
EXTI Conversion Trigger	配置 外部中断（EXTI） 能否触发ADC转换（Regular或Injected模式）	外部信号（如按键、传感器）触发ADC采样
External Trigger Conversion Source	配置 硬件触发源（如Timer、输入捕获、输出比较等） 触发ADC Regular转换 的具体事件	定时器周期采样、PWM同步采样等

        Continuous Conversion Mode 设置为 Disable 时，除非HAL_ADC_Start(&hadc1);     写在while内，否则只采样一次，若写在while内则会循环采样，具体看下面的文章：

HAL ADC连续转换模式 Continuous Conversion Mode-CSDN博客

STM32 HAL库 STM32CubeMX -- ADC_stm32cube 定时器触发adc_Dir_xr的博客-CSDN博客

STM32L0 ADC使用HAL库关于校准问题的说明

【STM32】HAL库ADC测量精度提高方案（利用内部参考电压VREFINT计算VDDA来提高精度）-CSDN博客

【ADC常用滤波算法】

STM32十种常见采样滤波算法【限幅滤波法、中位值滤波法、算术平均滤波法等等】_哔哩哔哩_bilibili

1. 限幅滤波法（Limiter Filter）
        原理：设置允许的最大偏差Δ，若相邻采样值差值＞Δ则视为干扰，用前值替代。
        公式：if |xₙ - xₙ₋₁| > Δ then xₙ = xₙ₋₁
        特点：简单快速，适合消除突发性脉冲噪声。
        缺点：无法处理缓变干扰。

2. 中位值滤波法（Median Filter）
        原理：连续采样N次（N为奇数），取中间值作为输出。
        特点：对脉冲噪声抑制强，适合高干扰环境。
        缺点：需要排序运算，实时性较差（N较大时）。

3. 算术平均滤波法（Arithmetic Mean Filter）
        原理：对N次采样取算术平均值。
        公式：y = (x₁ + x₂ + ... + xₙ)/N
        特点：平滑随机噪声，适合稳定信号。
        缺点：降低响应速度，对突发噪声无效。

4. 滑动平均滤波法（Moving Average Filter）
        原理：维护长度为N的队列，每次采样更新队列并计算均值。
        特点：实时性好，适合流式数据。
        缺点：需要存储N个数据，内存占用较大。

5. 中位值平均滤波法（Median-Average Filter）
        原理：先取中值剔除异常点，再对剩余数据平均（如去掉最大/最小值后求平均）。
        特点：兼具抗脉冲干扰和噪声平滑能力。
        应用：工业传感器信号处理（如压力、温度）。

6. 限幅平均滤波法（Limiter-Average Filter）
        原理：先限幅剔除超差数据，再对剩余数据平均。
        特点：综合限幅和平均的优点，适合含偶发干扰的信号。

7. 一阶滞后滤波法（First-Order Lag Filter）
        原理：当前输出=α×当前输入 + (1-α)×前次输出（0<α<1）。
        特点：类似低通滤波，抑制高频噪声。
        缺点：产生相位滞后，α越小滞后越明显。

8. 加权递推平均滤波法（Weighted Moving Average）
        原理：为历史数据分配递减权重（如指数加权）。
        公式：yₙ = βxₙ + (1-β)yₙ₋₁
        特点：强调近期数据，适合时变信号。

9. 消抖滤波法（Debounce Filter）
        原理：连续N次采样值相同才输出，否则保持原值。
        应用：按键检测、机械开关信号处理。

10. 限幅消抖滤波法（Limiter-Debounce Filter）
        原理：先限幅判断是否跳变，再消抖确认稳定值。
        特点：抗干扰+防抖动，适合带噪声的阶跃信号。

具体实现：

5个通道，参考为14，去高低各2，余10取平均
对于5个通道（CH0~CH4）和14次采样，实际存储形式应为：

[CH0_1, CH1_1, CH2_1, CH3_1, CH4_1,  // 第1轮采样
 CH0_2, CH1_2, CH2_2, CH3_2, CH4_2,  // 第2轮采样
 ...
 CH0_14, CH1_14, CH2_14, CH3_14, CH4_14] // 第14轮采样

总数据量 = 5通道 × 14次 = 70个数据
数组索引计算：ADC_Value[采样序号][通道号] → 需重组为二维数组

数据重组与滤波实现
1. 定义DMA缓冲区

#define ADC_CHANNELS  5  // 5个通道
#define SAMPLE_SIZE   14 // 每个通道采样14次

uint32_t ADC_RawData[ADC_CHANNELS * SAMPLE_SIZE]; // DMA一维数组
uint32_t ADC_Sorted[ADC_CHANNELS][SAMPLE_SIZE];   // 重组后的二维数组

2. 重组数据（通道分离）

void Reorganize_ADC_Data(void) {
    for(int sample=0; sample<SAMPLE_SIZE; sample++) {
        for(int ch=0; ch<ADC_CHANNELS; ch++) {
            // 从交错数据中提取各通道独立序列
            ADC_Sorted[ch][sample] = ADC_RawData[sample * ADC_CHANNELS + ch];
        }
    }
}

3. 滤波（以通道0为例）

float Filter_Channel0(void) {
    uint32_t *ch_data = ADC_Sorted[0]; // 取通道0的14个数据
    
    // 冒泡排序（优化建议：使用快速排序）
    for(int i=0; i<SAMPLE_SIZE-1; i++) {
        for(int j=0; j<SAMPLE_SIZE-i-1; j++) {
            if(ch_data[j] > ch_data[j+1]) {
                uint32_t temp = ch_data[j];
                ch_data[j] = ch_data[j+1];
                ch_data[j+1] = temp;
            }
        }
    }
    
    // 去掉首尾各2个值，计算中间10个的平均
    uint32_t sum = 0;
    for(int i=2; i<SAMPLE_SIZE-2; i++) {
        sum += ch_data[i];
    }
    return (float)sum / (SAMPLE_SIZE-4);
}

【ADC的几种不同用法】

        ADC支持单次转换、循环转换、配合DMA一起使用，具体参考：
https://cloud.tencent.com/developer/article/1802304

【AD芯片与差分AD输入、隔离AD输入方案】

        ADC的不同输入模式：单端、伪差分、真差分

        ADC的单端输入、伪差分输入、差分输入区别？_差分adc-CSDN博客        [转载] 单端（Single-Ended）模式与差分（Differential）模式的区别_adc differential-CSDN博客

        部分单片机内部ADC有差分模式，部分没有。

​

        请教原子哥关于STM32的ADC是否支持差分输入？-OpenEdv-开源电子网

        STM32差分ADC采样的问题 (amobbs.com 阿莫电子技术论坛)

STM32F334 ADC差分应用问题怎么解决 - STM32/STM8技术论坛 - 电子技术论坛 - 广受欢迎的专业电子论坛!

        AD芯片：
        芯片之CL1606、AD7607-CSDN博客
        ADC芯片CS1238，CS1237介绍和代码-CSDN博客

        隔离AD方案：

隔离AD设计：先隔离后采样与先采样后隔离 (amobbs.com 阿莫电子技术论坛)

        差分AD方案：

【求助】求推荐一个多通道+差分+隔离ADC采集方案 (amobbs.com 阿莫电子技术论坛)

        AD7606是否支持差分输入：

用AD7606实现8路单端或4路差分数模转换 - ADI 技术 - 电子技术论坛 - 广受欢迎的专业电子论坛!
请问AD7606能支持差分信号输入吗 - ADI 技术 - 电子技术论坛 - 广受欢迎的专业电子论坛!
求助：采集电流信号，可以不用差分电路吗（AD7606）？ (amobbs.com 阿莫电子技术论坛)
AD7606支持全差分输入吗-嵌入式系统与物联网技术-世纪电源网社区

        看过的一些AD芯片：

AD7606(亚德诺-ADI)_PDF_数据手册_Datasheet_规格书 - 半导小芯 | 8通道DAS，内置16位、双极性、同步采样ADC

AD7609(亚德诺-ADI)_PDF_数据手册_Datasheet_规格书 - 半导小芯 | 8 通道差分 DAS，采用 18 位双极同步采样 ADC

ADS1256(德州仪器-TI)_PDF_数据手册_Datasheet_规格书 - 半导小芯 | 适用于工厂自动化和过程控制且具有 PGA 的 24 位、30kSPS、8 通道 Δ-Σ ADC

TIL300(德州仪器-TI)_PDF_数据手册_Datasheet_规格书 - 半导小芯 | PRECISION LINEAR OPTOCOUPLER

CS1237(芯海-Chipsea)_PDF_数据手册_Datasheet_规格书 - 半导小芯 | 24-bit Sigma-Delta ADC

LH001-55(领慧立芯-Legendsemi)_PDF_数据手册_Datasheet_规格书 - 半导小芯 | 集成 PGA 功能和内部基准的 24-位模数转换器

MCT1256(模数智芯-MAGICORE)_PDF_数据手册_Datasheet_规格书 - 半导小芯 | 低噪声，24Bit ADC

SCA7606(智芯微-SMARTCHIP)_PDF_数据手册_Datasheet_规格书 - 半导小芯 | 8通道，16bit，200ksps，双极性输入，同步采样模拟数字转换器（ADC）芯片