单片机有adc采样吗

今天和大家讲一下 stm 三二具体如何实现对信号进行频谱分析。首先要知道什么是 fft， 也就是快速负利率变化，它的作用就是把信号从时域变为频域。 信号在时域里是一条随时间起伏的曲线，只能看到幅度的变化快慢。在频域视角，横轴变成频率各分量一目了然。 比如说电机轴承出现了磨损，整动里就会冒出本来没有的高频。 又比如打呼噜的声音，能量集中在一百五到四百五赫兹，这些特征在频域里能够很好的识别判断。这里使用信号发生器模拟产生的信号。使用 s t m 三二 f 四零七、 z g t 六的 adc 来采集数据， 通过 dma 缓冲和阿姆官方的 dsp 库来实现 fft 计算，最后把数据通过创口给上位机显示在图片 x 里面，就需要安装 dsp 库并起用，然后设置好 adc 的 时钟， dma 传输等 具体的代码实现可以直接看提供的源码。先启动 dma 和 adc 转换，再把 adc 的 数据进行归一化处理封装， 接着调用阿姆的 fft 函数进行处理，把处理的结果通过创口传给电脑上位机显示。如此反复不停的采集计算、上传。 在上位机上可以清晰的展示频谱分析的效果。比如一个一百一十千赫兹和二十千赫兹的混合信号，在矢域上很难进行分析，而在频域上一眼就能看到这个信号的组成。 直射对五百一十二个伏点数进行 f、 f t 和球模只需要一毫秒左右，增加到四零九六个伏点数也只需要三毫秒左右。

简直是天大的耻辱！你用 s、 g、 m 三二的内置十二位 a， 一 系读回一个参照值，问你这个数字代表着多少伏的电压。你居然说，等一下，我先去百度一下 a、 d、 c 的 参考电压接的是多少，你不知道十二位分辨率到底意味着什么你也不清楚。至于转换公式呢，更是直接朝一下历程里那个魔法的 除以四零九六，再乘三点三，让你换个五伏的参考员，你就彻底蒙了。让你启用内部参考员，你更傻眼了，你连 a、 d、 c 的 参考员与规则通道之间的区别都一概不知。等到面试时让你首推 a、 e、 c 的转换，结果你铁定搞不定。就这也配说自己会玩单片机？赶紧艾特你那个只会用现成历程却不懂背后原理的朋友，让他立刻算一下二点五伏输入在十二位 a、 c 里输出的数字量是多少。把模拟电路的基础给我补回来！一、吃透 adc 的 分辨率、参考电压和量化误差， 必须能做到把原始测量值手算成实际的电压值。或者弄明白测量率保持电容输入阻抗会怎样影响测量精度，别再拿几十千欧的输入阻抗去测量高速变化的信号。三、 学会用 g、 m 配合 edc 进行多通道连续踩样，再利用软件校准和滤波算法提升数据精度。不甘心摆烂想要翻身的，来三个六，我给你一整套迁入式入门学习路线图和资料包，千万别连着电压值都算不对，就喊自己是迁入式工程师。散会。

先记住这条铁律，只要涉及高速， adc 裁样就必须上 dna。 没有例外，使用 cpu 轮询来裁样数据出错的问题只是时间问题。很多 初学者觉得轮询方式代码简单好理解，但背后藏着三个致命缺陷，第一， cpu 在 等待 adc 转换的过程当中完全被占用，其他任何任务都得靠边站，整个系统几乎抵败。 第二，这种方式的实际产量极其有限，受限于 cpu 的 等待和调度开销，往往只能够跑到几 k 赫兹， 根本谈不上高速。第三，一旦涉及到多通道采样，比如说同时采集八个通道， cpu 就 得创行等待八次转换完成。各通道数据之间的时间差越来越大，采集回来的数据根本对不起。 正确的方案是配置 adc 连续转换模式，同时开启 dna 传输。以采集正弦波信号为例，错误的写法是在电子系中断里触发一次 adc 裁样，然后原地等待转换结束再取值。这样一来，中断的执行时间被大幅拉长， 系统响应迟钝，采集出来的波形某次一堆完全失真。换成 dma 方案之后，整个流程就顺了。 adc 配置为连续转换模式，设定好合适的采样时间， dma 负责把每次转换的结果自动搬运到内存宿主里， 全程不需要 cpu 接入。另外取一个定时器，比如说每五毫秒触发一次中断。中断里只做一件事，把电源宿主里的最近数据快速拷贝到处理缓冲区，然后立即退出主循环，从缓冲区里取数据做滤波。 fft 或者波形显示，逻辑清晰，互不干扰。 这套 adc 加 dma 连续采用配合定制器定期搬运的架构是全是信号采集仪的标准模式， adc 和 dma 在 后台自主转运， cpu 的 占用率压到了接近零，采用率轻松突破七百 k 赫兹，两相对比差距一目了然。 如果你有不同的时间思路或者踩过类似的坑，欢迎在评论区交流，觉得有用的话呢，欢迎关注一下再走哦！

你要是连 adc 转换流程都搞不明白，那你去面试纯粹是浪费时间。在这个视频中，我将把 adc 转换的四个关键步骤一一讲明白，保证你听完就能记住，面试肯定对打如流。 adc 转换的第一步叫采用，你可以把模拟信号想象成一条平滑的曲线。采用，就是每隔一段时间在这条曲线上打一个点。比如说你录音的时候， adc 可能每秒钟要在声音波形上打四万四千一百个点， 这就是我们常说的四十四点一千赫兹测量率。为什么要这么频繁的去测量呢？因为测量越密集，你捕捉到的信息就越完整。就好比你拍视频， 每秒拍六十帧，肯定比拍二十四帧更流畅，对吧？这里有个重要的理论叫耐克斯特定律，简单说就是你的测量频率至少是信号最高频率的两倍，否则就会丢失信息。第二步是保持，你想啊，测量的那一瞬间，信号值就被抓取下来了，但模拟信号它一直在变化啊。 所以我们需要一个采用保持电路，把这个瞬间的值给动住，保持住不让他变好，让后面的电路有时间去测量他。这就像你给一个跑动的小孩拍照，得让他先定住那么一瞬间，照片才不会糊。 这个保持的时间很短，可能就几微秒，甚至更短，但非常关键。第三步是量化，这是这个流程里最核心的部分。刚才我们采用得到的值，理论上可以是任意一个数，比如说三点一四一五九这样的小数， 但数字电路没法表示这么精确的数啊，他只能用有限的几个数字来表示，比如说你用八位 adc， 那 么就只能表示二的八次方，等于两百五十六个不同的数字。 假设你输入的电压范围是零到五伏，那就要把这五伏分成两百五十六份，每份大约是零点零幺九五伏。 如果采用得到的电压是一点二三四伏， adc 就 会找到最近的那个档位，可能是一点二三零伏对应的数字六十三。你看这里就有误差了，这个误差叫做量化误差，位数越高，分的越细，误差就越小。 这就是为什么我们说十二位 adc 比八位 adc 精度更高，因为十二位能分成二到十二次方，等于四零九六个档位，精度提高了十六倍。 第四步是编码，量化完成之后得到一个数字，比如说刚才说的六十三，现在要把它转换成二金字代码，六十三，转换成二金字就是零零幺幺幺幺幺幺，这个金字数就可以被单面机或者说处理器读取和处理了。 不同的 adc 可能是不同的编码方式，比如说有的用圆码，有的用补码，有的用格雷码，但核心思想就是把数值转换成零和一的组合。说到这，你可能会问，那 adc 有 哪些类型呢？其实根据实践方式不同，常见的有好几种， 最简单的是逐次逼进行 adc， 它就像你拆数字游戏一样，先拆中间值，然后根据大了还是小了，一步步缩小范围，最后逼进真实值。这种 adc 速度适中也不错，用的最广泛。 在实际应用中， a、 d、 c 的 性能指标特别重要，除了刚才说的分辨率，还有位数，还有转换速度，用每秒测量次数来衡量，有的 a、 d、 c 一 秒能测量几百万次，有的可能只有几千次。 还有种指标叫信噪比，表示有用信号和照射的比例，这个值越高越好。另外还有信信度、失调、误差，这些参数 都会影响转换的准确性。现在的 adc 技术已经非常成熟了，从几毛钱的八位 adc 到几百块的二十四位高精度 adc 都有。在互联网智能硬件、音频处理、传感器采集这些领域， adc 都是不可或缺的。可以说， adc 就是 连接真实世界和数字世界的桥梁，没有它，我们的数字设备都是聋子瞎子， 感知不到外面的世界。所以啊，下次你用手机录音、测体温，玩游戏的时候，别忘了背后有个小小的 adc 在 默默工作，把模拟信号一个个转换成数字信号，让我们的智能设备真正智能起来，这就是 adc 转换的全部流程，是不是没你想的那么复杂？如果觉得有收获，记得点赞关注我们下期见！

我们今天来讲一下单片机的 adc 踩压， 然后这节课哈学习的内容是呃他的采样以及数据转换，然后我们通过呃 usb 转二三二的串口来进行数据打印，然后可以很直观的把这个采集到并转换的数据和转换 在我们的那个串口上进行打印。然后我们首先来讲一下他的那个 adc 的一个简单的概数，然后我们用的是 astc 八 a 七 哎，然后这个单系列的单片机，然后我给大家看一下我们的那个原理图哈，我们开发版呃这个简单的原理图，然后这个是一般精度哈，一般精 精度就是用的这个，嗯，这个图，然后型号是 stc 八 h 三 k 四百 s 二这个型号，这个型号性价比很高哈，四五块钱一个，然后功能很强大，他有两个串口， 两个两个串口，然后十二位的 adc， 然后应该是有十五个通道的 adc， 嗯，然后我们这个地方是根据他的那个呃官方手册哈，嗯，做的他的，做的他的这个， 嗯，他那个急诊电压，对吧？我们 vcc 就是电脑供电 五福，然后过来通过一个电杆，然后立一下波，然后把这个呃再给基准基准，他的那个呃调到那个基准菱角上， 然后我们现在不看原理图了，我们来继续看一下我们的介绍，他是这个这款，我们选的这款呢就是十二位的高速 a d 啊， a d 转换器，他是集成的，直接吃这个 把它数据的我们数据采集出来过后哈，有两种对齐格式，要么是左对齐，要么是右对齐， 然后我们接下来看一下哈，这个就是他的那个 adc 一般精度的哈，一般精度的图是这个，然后我们跟他的类似 四号加一点啊绿波，然后让他的那个基准电压更更，那个更更稳定， 然后我们后边哈，我们后边是要对他计算器进行配置，对吧？说实话，然后就是数据转换，然后我们先简单的看一下他的那个，他的简单的看一下他的手册，因为这个还是需要了解一下的 啊，了解一下他的那个计算器哈，嗯，大家来看一下他的这个计算器，然后对照咱们的那个例子来看一下他的那个，嗯，季节配置应该怎么配置啊？ 我们直接来讲一下他这个查询方式啊，我们一般是用的查询方式，然后然后这个地方哈，他这个前面哈，他这个，嗯，选的是 一点零，然后进行他的那个啊，一个配置，对吧？这个是他的配置，然后进来过后哈他， 嗯，启动转换，然后应该是选择的的，选择通道过后哈，选择通道启动转换，然后有两个空操作过后哈，等待他的那个，一直等待他的那个， 等待他的那个啊，比一个标志位，然后，呃，转换完成过后，然后把那个清除过后，再把这个转换的数据他是不给 p 二的啊，他这个哈太简单了，咱们初学者 这个这样看不看不出什么效果，然后我基本上是我紧，我基本上是按照他的这个例子哈来进行延伸的，延伸的，然后， 嗯，给他做了一个优化调整这个程序，让大家能够更直观的看到他这个，对吧？也是个初始化啊，这个是创可的初始化，然后发送数据，然后这个是他 adc 的，对吧？ init 他的一个初始化， 这个是他的初始化，然后这一个哈，这个他的数据转换，然后是等待转换完成，然后启动转换，这个是等待转换完成过后清除标志位，然后把这个高位哈左一往左移动八位， 然后跟第一位相货，然后两个加起来，然后再把这个数再反 啊，再做一个返回执法给他，然后过后，好，我们就可以在主程序里你进行来识别读取，然后我们看一下我们的程序哈， 他这个程序，呃，我我我感觉我的相对写的比他的还更简单，还更容易看哈，更容易看，然后我们看一下我 ppt 上哈，我已经把他那个配置出已经给他敲出来了，然后我们首先是要配置他的计算器哈，也就是他的初始化，对吧？ 然后我们要选择，因为我们用的是零点零这一个通道，所以说 p 零的话，我们零点零，对吧？啊？零点一他就要给他弄成那个输入模式， 输入模式就是双向，双向，双向，双向口，然后呢？呃，然后呢？我们来啊，下边这个哈是他那个官方的例子上，然后 粘贴过来的，然后这个是你把设置他的持续 内部四驱，然后这个是一个配置，然后后边是他的一个转换哈， 对吧？然后我们这个呢是可以选择他的通道编号的，对吧？零到十五，零到十五，这个是他的高位，这个是他的低位，然后这一个号就是启动转换，然后呢我们做了一个通道编号的选择，对吧？ 启动的时候选择还可以选择他的通道编号，然后然后几个空操作过后，我们就来等待他的那个 adc 的那个采样完成过后，我们再清除他的标志，然后我们再，嗯，再进行那个 打高位和低位的数哈，就给他进行一个一一，一位一位过后，嗯，然后给他弄成一个十二位的一个整形的一个数， 你给他强制转换成一个整形的数，然后我们再返回给我们的那个，对吧？返回给这给这一个函数 还是木？然后我们看一下程序哈，程序，因为为了节约大家的时间后，我已经提前把这个程序写好了，然后已经写好了，然后我们来看一下哈，我来理理一理我们这个程序啊，嗯，这个程序，呃， 首先是配置，这是发光二极管哈，两个运行的指示灯，然后呢一个延时函数，然后这里呢是串口哈，串口前面讲了我就不讲了哈，这是串口打印哈，串口打印说白了就是我们的单片机，对吧？ 通过这个串口打一函数，把我们采集的那数发到串口上边，然后中段我是屏蔽了，因为我们这个不需要中断，然后，对吧？这里是也是我把刚才的那个复制过来了，这个就是他的一个初始化，我们配置计算器的一个初始化，这个是，呃必要的步骤哈， 嗯，这个没有死记实，没有必要去死记硬背哈，这个拿来，这拿来知道怎么用就行了。然后首先就是这个，是啊，配置我们的这个这个通道，对吧？然后配置成那个双向啊，标准 iv 口， 然后再进行持续的一个设置，嗯，然后起床，然后下边，哎，也是这个，然后主函数里边哈，主函数里边， 我们这里也是定义了，定义了变量，然后，呃，然后，对吧？然后这里也是上天过后哈，等待三秒，然后在窗口打印， 然后再等待一秒，然后进入那个主打那个循环体，然后，呃，然后呢？每差不多是一千个亿，一千个一毫秒就是一秒钟，那个我们的呼吸灯，把运行灯，然后闪一下，然后取一下反， 取下反，对吧？就这个字是零，那么取反就是一，然后一再去反就是零，所以说他在交替闪烁，然后我们同样也是间隔一秒， 从，然后我们来，哎，我们这个变量哈，这个变量 ad， 对吧？对，成零，然后然后我们调用了这个这个 adc 的那个 采集，并且转换到那个函数，然后第八，第八那个通道哈，通道编号是第八，第八，我们看一下，是 看这个吧？看，我，看我的原理图啊，第八是多少？ adc？ 八， adc 八，看一下好， p 零点零，对吧？是不是 p 零点零？ 然后我们开发板上这个 p 零点零这个端口哈，我们就引一根线，要么插到他这个五幅上，要么插到零幅上，我们就可以看数，看，就可以看到数据，然后的变化，然后我们再来，哎，再来看一下程序 啊，程序好，我们没采集吃好，我们得到这个数，得到这个数过后哈，我们来进行，怎么啦？穿个打印，因为他这个，他这个 不能直接打印一串哈，他只能一个一个的打印哈， a d， 对吧？这是通道好，我们这是第八通道哈，到时候我们就可以显示 a d 八，然后等于是不是等于多少了？这个地方好，我们采集的这个数先除以一千，对吧？ 先显示地显示那个千位，把他给计算出来，然后发送，然后再来再来取他的那个，呃，百位的数， 对吧？然后在十位，各位哈，我们依次那个来取，取出来过后一个一个打印哈， 对吧？个十百千号，然后这个就取出来了，过后哈分别一个一个的往窗口上发， 然后过后我们再给他发一个那个划横的一个指令，然后刷新一下，然后我们稍入一下 看一下。啊。好的，微信型号选了好，打开，然后我们来下载进去哈，我现在是把那个 p 零点零这一个端口是引到灵符上的哈， 啊？下载进去，我们采集到的数据应该是零才对， 好，出刷成功，对吧？零零零零零零零，对，然后我们现在又来怎么弄呢？我现在要把这个 查到五福上，看是不是四四千多，对，四千零九十五，对，四零九六，他从零零开始，对吧？ 零九六，然后现在是四零九五哈，差不多，好，那说明我们这个程序是没有问题的， 然后，然后我们这节课就就讲到这里哈，因为提前做了准备，所以说讲的时间就比较短。 嗯，如果实在不知道怎么写的啊？到时候可以详细的看一下 啊，详细的看一下这个这个官方的手册，这个历历程哈，可以看一下。