【嵌入式外设精学】Day16｜ADC：分辨率、采样时间、平均滤波

【嵌入式外设精学】Day16｜ADC：分辨率、采样时间、平均滤波

今天解决：读数抖、通道串扰、静态值偏，分别怎么处理？

目录

1. 问题

• 同一电压码字乱跳
• 多通道轮流读时互相影响

2. 原理

2.1 分辨率

12bit 表示把参考电压分成约 4096 档。 档数不等于“一点不抖”：噪声、参考电压不稳都会让码字跳。

2.2 采样时间

ADC 内部先给一个采样电容充电再转换。 信号源内阻大、采样时间太短 → 电容没充够 → 读数偏、通道之间“残留”上一通道的电压。

多通道轮流扫时，更要把采样时间留够。

2.3 平均滤波

多次采样求平均，能压噪声，但会变“钝”（有滞后）。 现场常用“连续 N 次平均”或“滑动平均”。

2.4 电压换算

12bit、参考 3.3V 时，一码约 3.3/4095 ≈ 0.8mV。 以实际参考电压和校准为准。

3. 代码示例

#include "stm32f4xx.h"
#include <stdint.h>

uint16_t adc_read_once(uint8_t channel)
{
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, channel, 1, ADC_SampleTime_84Cycles);
ADC_SoftwareStartConv(ADC1);
while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET) {
}
return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

uint16_t adc_read_avg(uint8_t channel, int n)
{
uint32_t s = 0;
int i;
for (i = 0; i < n; i++) {
s += adc_read_once(channel);
}
return (uint16_t)(s / (uint32_t)n);
}

float adc_to_volt(uint16_t x, float vref)
{
return (float)x * vref / 4095.0f;
}

滑动平均（1ms 调一次，窗口 8）：

static uint16_t hist[8];
static uint8_t idx;
static uint32_t sum;

uint16_t adc_slide_push(uint16_t x)
{
sum = sum – hist[idx] + x;
hist[idx] = x;
idx = (uint8_t)((idx + 1u) & 7u);
return (uint16_t)(sum >> 3);
}

4. 常见误区

5. 自测

6. 答案

作者：shuifanyu 标签：ADC 采样 滤波