ADC--模数转换器

一、ADC概念

模数转换器（Analog-to-Digital Converter）将连续的模拟电压信号转换为离散的数字值。i.MX6ULL集成的ADC具有以下关键特性：

• 12位分辨率：提供4096级量化精度（0-4095）
• 参考电压3.3V：输入电压范围0-3.3V
• 多通道支持：可配置多个模拟输入通道
• 内置校准功能：确保转换精度

模拟信号：模拟信号是物理世界中连续变换的物理量。

数字信号:数字信号是一种离散的、不连续的信号。

传感器：它是一种能够探测、感知外部环境信息（如温度、光线、压力、运动等），并将这些信息转换成电信号（通常是电压或电流）的装置或器件。

ADC分辨率：指adc的位数

二、ADC的分类

1、按架构/工作原理分类（最常见分类方式）

类型	全称	工作原理	典型应用
逐次逼近型	SAR ADC（Successive Approximation Register）	采用二分搜索法，逐位比较输入电压与内部DAC输出	微控制器内置ADC、传感器采集、电池监测
积分型	Dual-Slope / Integrating ADC	对输入信号积分一段时间，再对参考电压反向积分，测量时间差	数字万用表、高精度低速测量
闪存型	Flash ADC（Parallel ADC）	使用 2N−12N−1 个比较器同时比较输入电压	示波器、超高速数据采集

2.按位次分

位数	量化等级（2^N）	最小分辨率（以 Vref=3.3V 为例）	典型应用领域
8 位	256	≈ 12.9 mV	老式 MCU、简单传感器、消费电子
10 位	1,024	≈ 3.2 mV	主流 MCU（如 Arduino、早期 STM32）
14 位	16,384	≈ 0.2 mV	高精度数据采集、医疗设备前端
16 位	65,536	≈ 50 µV	精密仪器、音频、称重传感器

三、ADC的工作流程

以8位、逐次逼近类型为例简要介绍

四、代码讲解

void adc1_init(void) { //复用功能配置 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO01_GPIO1_IO01, 1); //电气特性 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO01_GPIO1_IO01, IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_PKE(1)); IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO01_GPIO1_IO01, IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_PUE(0)); //ADC ADC1->HC[0] &= ~(1 << 7); ADC1->CFG = 0; ADC1->CFG |= (2 << 2); ADC1->CFG |= (3 << 0); ADC1->GC = 0; ADC1->GC |= (1 << 0); printf((adc1_calibration() == 0) ? "Calibration completed normally." : "Calibration failed."); } unsigned short get_adc_value(void) { ADC1->HC[0] = 0; ADC1->HC[0] |= (1 << 0); while((ADC1->HS & (1 << 0)) == 0); return ADC1->R[0] & 0xFFF; } float get_adc_volt(void) { return get_adc_value() * 3.3 / 4096; }

1.adc1_init()
配置 ADC 使用的 GPIO 引脚（复用功能和电气参数）。
设置 ADC 控制寄存器（如采样时间、分辨率等）。
执行 ADC 校准并验证是否成功。
2. get_adc_value()
触发一次 ADC 转换。
等待转换完成，并读取 12 位原始数字结果。
3. get_adc_volt()
调用 get_adc_value() 获取数字值。
按公式 电压 = 数字值 × 3.3V / 4096 转换为实际电压（假设参考电压为 3.3V，12 位精度）。

五、在实际应用中如何选择？

（1）首先看量程：确保你要测量的信号电压范围在ADC的量程之内。如果信号太小，需要先用运放放大；如果信号太大，需要用电阻分压。

（2）然后看分辨率：根据你需要的测量精细度选择位数。例如，测量锂电池电压（3.0V - 4.2V），一个12位的ADC（有4096个等级）可能就足够了。

（3）最后看精度：在对测量结果的绝对准确性要求极高的场合（如精密仪器、科学测量），必须仔细研究数据手册中的精度指标（偏移误差、增益误差、INL、DNL），而不能只看它的位数。高精度的ADC价格也更高。