06 嵌入式技术应用设计实训 | ADC 模拟量采集

嵌入式技术应用设计实训 | ADC 模拟量采集

本课程开源地址（Gitee）：https://gitee.com/fujianxinxi/qianrushishixundianzi.git 课件、示例代码与验收脚本都在该仓库，可直接 git clone 或下载 ZIP 使用。

B站配套视频合集：https://space.bilibili.com/572740825/lists?sid=9228122 合集《嵌入式技术应用设计实训｜STM32F103 从点灯到智能家居》：每课配一节视频，可先看现象演示，再照着做。

开发板资料A盘（百度网盘）：https://pan.baidu.com/s/1_EXrjRUewwmGMgcy38zEZg（提取码：zbri） 正点原子官方资料下载：http://www.openedv.com/docs/boards/stm32/zdyz_stm32f103_nano.html

模块一 基础外设开发 · 2 学时 · 环境：Keil MDK5 + VS Code + 正点原子 STM32F103 Nano V1.3

一句话概述：从“单片机怎么读懂电压”入手，讲清 12 位 ADC 的 0~4095、×3300/4096 的换算与 0.8mV 分辨率；把 ADC 初始化的五步写进 main.c（ADC 时钟 6 分频 → 开时钟 → PB1 配模拟输入 → 配参数 → 校准），采样三步（配通道 / 启动 / 等转换完成）也看得见。两个现象都用 printf：数字电压表（原始值 + 电压 + 百分比）与电压柱（20 格柱条 + 超限提示）。

本节目标

一、原理说明

现实世界里的电压是连续的——电位器拧到哪儿，PB1 上就是多少伏，中间有无数个值；可单片机里的一切都是 0 和 1，它读不出“1.65V 还是 1.66V”。ADC 就是芯片上专门干这件事的部件：它把某个引脚上的电压，按参考电压（本板 3.3V）等分成 4096 份，量出来落在第几份，就给出 0~4095 之间的一个整数。所以我们在程序里根本看不到“电压”，只有一个 0~4095 的“档位”——想要电压值，得自己按 原始值 × 3300 / 4096 换算回来。这件事很“模拟”，也最容易受干扰，所以本课还要顺手讲清两个细节：采样时间（要给内部的采样电容充够电，太快读数就飘）和多次平均（把随机噪声平掉，小数点后面就不乱跳）。

二、讲解内容

2.1 知识讲解

1）模拟量 vs 数字量：ADC 是中间的“翻译官”

2）12 位就是 0~4095：一个“档位”≈ 0.8mV

“12 位”的意思是 ADC 用 12 个二进制位表示结果，能表示 2¹² = 4096 个值，编号从 0 到 4095：

0V → 0 3.3V 被切成 4096 份
一份 = 3.3V / 4096 ≈ 0.0008V = 0.8mV ← 这就是"分辨率"
3.3V → 4095 （也就是：能分辨的最小电压变化是 0.8mV）

3）换算公式与几个对照点

电压(mV) = 原始值 × 3300 / 4096

两个容易纠结的小问题

① **为什么最高档是 4095，不是 4096？**12 位有 4096 个“格子”，编号只能是 0~4095。 ② 为什么满量程时百分比显示 99%？因为 4095 / 4096 = 0.9998。用 4095 当分母就是 100%，两种写法差的就是最后那一格（0.8mV）——这 0.8mV 就是 ADC 的量化误差，本质上无法消除。看到 99% 别以为是 bug。

4）ADC 要配哪几样（本课初始化五步）

5）读一次 ADC 的四个动作

配通道 → 启动转换 → 等它转完 → 取值

6）采样时间：为什么默认要 239.5 个周期那么长？

ADC 内部有一个很小的采样电容，测量时要先把引脚上的电压“灌”进这个电容，灌满了才量得准。这个充电过程需要时间，而这个时间由 SamplingTime 决定：

采样时间太短 → 电容没充满 → 读数偏小、而且抖。练习 P6.3 就是让你把它改短，亲眼看到“抖”。

7）为什么要采几次求平均？

ADC 的最后一位（0.8mV）本来就会上下跳，加上电源和走线的噪声，一次读数会来回变。把采 n 次的结果加起来除以 n（本课 n = 3），随机噪声互相抵消一部分，读数就稳了：

8）两个现象：同一份采样，两种“看”法

2.2 代码示例

本课改两个文件、搬空两个文件；另外两个目录本课不用（都在 课时文档/代码/课时06-ADC 模拟量采集/ADC实验/ 下）：

USER/main.c ← 本课主角：APP_MODE / UART1_Init / ADC1_Init / adc_read / adc_read_avg / main
SYSTEM/usart/usart.c、usart.h ← 沿用课时03~05 的"只发送"版本，供 printf 使用
HARDWARE/ADC/adc.c、adc.h ← 搬空了，只留一段说明（代码已全部进 main.c）
HARDWARE/SMG/、HARDWARE/TIMER/ ← 本课不用：数码管和它的扫描定时器，原样留在工程里没动

工程里其余文件（HARDWARE/LED、SYSTEM/sys、SYSTEM/delay、HALLIB、CORE）都是现成的，不用动。

为什么本课不用数码管？厂家这个例程为了把数字“显示”出来，额外引入了 74HC138（位选）+ 74HC595（段选） 两片芯片和 5 根控制线，还占用了 PB3/PB4（JTAG 引脚，用之前得先把 JTAG 关掉），并且专门开了一个 2ms 定时器只为数码管动态扫描——这些都和“ADC 怎么读电压”没关系，初学很容易被带跑。本课把显示交给串口 + printf（课时03 已经学过的工具），ADC 本身才是重点；数码管留到课时07 单独讲。

SYSTEM/usart/usart.h（完整代码）

#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "stdio.h"
#include "sys.h"
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 《嵌入式技术应用设计实训》课时06 ADC 模拟量采集 —— 串口（只用发送）
// 本文件基于正点原子 ALIENTEK NANO STM32F103 厂家例程改写，
// 原例程版权归广州市星翼电子科技有限公司所有。
//
// 本课串口只干一件事：用 printf 把 ADC 采到的数值打到电脑上看。
// printf ──> fputc() ──> uart_putc() ──> USART1
// 串口初始化写在 USER/main.c 的 UART1_Init() 里。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

extern UART_HandleTypeDef UART1_Handler; // USART1 句柄：usart.c 里定义、main.c 里初始化

void uart_send(const u8 *buf, u16 len); // 本课唯一的发送出口
#endif

SYSTEM/usart/usart.c（完整代码）

#include "sys.h"
#include "usart.h"
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 《嵌入式技术应用设计实训》课时06 ADC 模拟量采集 —— 串口底层（只用发送）
// 本文件基于正点原子 ALIENTEK NANO STM32F103 厂家例程改写，
// 原例程版权归广州市星翼电子科技有限公司所有。
//
// 只留一条发送路径（沿用课时03/04/05 的做法）：
// ① uart_putc() 最底层：等上一个字节发完，再把一个字节写进数据寄存器
// ② uart_send() 对外唯一出口
// ③ fputc() 把 printf 接到 uart_putc() 上
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

UART_HandleTypeDef UART1_Handler; // USART1 句柄

// 最底层：发 1 个字节（SR 的 bit6 是 TC，等上一个字节发完再写 DR）
static void uart_putc(u8 ch)
{
while ((USART1->SR & 0x40) == 0); // 等 TC = 1
USART1->DR = ch; // 写数据寄存器，硬件自动一个位一个位发出去
}

// 对外唯一出口：发一串字节
void uart_send(const u8 *buf, u16 len)
{
while (len—) uart_putc(*buf++);
while ((USART1->SR & 0x40) == 0); // 等最后一个字节真正发完再返回
}

// printf 重定向：printf 最终是一个字符一个字符地调 fputc()
// Keil 里必须勾选 Options for Target → Target → Use MicroLIB，否则 printf 不出声
#pragma import(__use_no_semihosting) // 不使用半主机模式，免得卡在 BKPT 上
struct __FILE // 标准库要求有这个类型
{
int handle;
};
FILE __stdout;
void _sys_exit(int x) // 屏蔽半主机相关的退出函数
{
x = x;
}
int fputc(int ch, FILE *f)
{
uart_putc((u8)ch); // 和 uart_send() 走同一条路
return ch;
}

USER/main.c（完整代码）

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 《嵌入式技术应用设计实训》课时06 ADC 模拟量采集
// 本文件基于正点原子 ALIENTEK NANO STM32F103 厂家例程（ADC实验-HAL库版本）改写，
// 原例程版权归广州市星翼电子科技有限公司所有。
//
// 硬件：正点原子 STM32F103 Nano V1.3（全部板载，不用接线）
// PB1（= ADC1 的通道 9）接板载电位器：拧它，PB1 上的电压就在 0~3.3V 之间变化
// USART1 → PA9 = TX、PA10 = RX，板上已连到板载 ST-Link 虚拟串口，用 printf 把数值打到电脑上
// 8 个 LED：PC0~PC7（本课不用它，只是上电全灭，别让灯悬空；加分项"越限点灯"会用到）
//
// 本课要看清的一件事：**ADC 把 0~3.3V 的电压，翻译成 0~4095 的数字**
// 电压(mV) = 原始值 × 3300 / 4096
// 12 位 ADC 把 3.3V 切成 4096 份，一份 ≈ 0.8mV —— 这就是"分辨率"
//
// 两个现象（改下面 APP_MODE 那一行，换现象要重新编译下载）：
// 现象 1 数字电压表：每 200ms 打印一行"原始值 + 电压(mV) + 百分比"
// 现象 2 电压柱 ：数字后面再画一条 20 格的柱条，随电压伸缩；超过 2.5V 提示"超限"
//
// 本课同样把 ADC 初始化写在 main.c 里（和课时03/04/05 一致）：
// 时钟、引脚、参数、校准一步步都看得见，不是黑盒。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

/* ==================== 演示现象选择（改这一行即可） ====================
1 = 数字电压表：原始值 + 电压(mV) + 百分比
2 = 电压柱 ：数值 + 20 格柱条 + 超限提示
改完必须重新编译下载，否则板子上跑的还是上一个程序。
==================================================================== */
#define APP_MODE 1
#if (APP_MODE != 1) && (APP_MODE != 2)
#error "APP_MODE 只能填 1 或 2，请修改 main.c 开头的 APP_MODE 宏"
#endif

ADC_HandleTypeDef ADC1_Handler; // ADC1 句柄

// ——————————————————————————
// 串口 1 初始化（沿用课时03/04/05）：本课用它打印 ADC 的数值
// ① 开时钟 ② 配 PA9/PA10 复用 ③ 配 115200-8-N-1
// ——————————————————————————
static void UART1_Init(u32 bound)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;

/* ① 开时钟（不开时钟，后面写寄存器全部无效，而且不报错） */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // PA9 / PA10 在 GPIOA
__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE(); // USART1 自己
__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE(); // STM32F1 的复用功能要经过 AFIO

/* ② 配引脚：把 PA9、PA10 交给 USART1 去管 */
GPIO_Initure.Pin = GPIO_PIN_9; // PA9 = TX
GPIO_Initure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; // 复用推挽输出
GPIO_Initure.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_Initure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_Initure);

GPIO_Initure.Pin = GPIO_PIN_10; // PA10 = RX
GPIO_Initure.Mode = GPIO_MODE_AF_INPUT; // 复用输入
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_Initure);

/* ③ 配参数：两边必须一模一样 */
UART1_Handler.Instance = USART1;
UART1_Handler.Init.BaudRate = bound; // 115200
UART1_Handler.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; // 8 位数据位
UART1_Handler.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; // 1 位停止位
UART1_Handler.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; // 无校验
UART1_Handler.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; // 无硬件流控
UART1_Handler.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; // 收发都开
HAL_UART_Init(&UART1_Handler);
}

// ——————————————————————————
// ADC1 初始化：PB1（= 通道 9）上接的是板载电位器
// 分五步，前三步和前面几课一个套路：
// ① ADC 时钟分频：ADC 的时钟**不能超过 14MHz**。本板 PCLK2 = 72MHz，
// 所以必须 6 分频 → 12MHz（不配的话默认 72/2 = 36MHz，超频，读数不可信）
// ② 开外设时钟：ADC1 自己 + PB1 所在的 GPIOB
// ③ 配引脚：PB1 配成"模拟输入"（GPIO_MODE_ANALOG，不带上下拉）
// ④ 配参数：12 位、右对齐、单次转换、软件触发
// ⑤ 校准：ADC 出厂有零漂，用之前先校一次（HAL 要求）
// ——————————————————————————
static void ADC1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
RCC_PeriphCLKInitTypeDef ADC_CLKInit;

/* ① ADC 时钟：72MHz / 6 = 12MHz */
ADC_CLKInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC; // 要配的是 ADC 的时钟
ADC_CLKInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6; // PCLK2 6 分频 → 12MHz
HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&ADC_CLKInit);

/* ② 开时钟 */
__HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE(); // ADC1 自己（挂在 APB2 上）
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); // PB1 在 GPIOB

/* ③ 配引脚：模拟输入——引脚直接接到 ADC 的采样电路上，不经过数字输入缓冲 */
GPIO_Initure.Pin = GPIO_PIN_1; // PB1 = ADC1 的通道 9
GPIO_Initure.Mode = GPIO_MODE_ANALOG; // 模拟模式（既不是输入，也不是复用）
GPIO_Initure.Pull = GPIO_NOPULL; // 不带上下拉（带上拉会把电压"抬"高）
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_Initure);

/* ④ 配参数 */
ADC1_Handler.Instance = ADC1;
ADC1_Handler.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; // 右对齐：读出来就是 0~4095
ADC1_Handler.Init.ScanConvMode = DISABLE; // 非扫描：只测一个通道
ADC1_Handler.Init.ContinuousConvMode = DISABLE; // 不连续转换：每次都要手动启动
ADC1_Handler.Init.NbrOfConversion = 1; // 规则序列里只有 1 个通道
ADC1_Handler.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; // 不连续采样：关
ADC1_Handler.Init.NbrOfDiscConversion = 0;
ADC1_Handler.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; // 软件触发：调 HAL_ADC_Start 才转一次
HAL_ADC_Init(&ADC1_Handler);

/* ⑤ 校准：不做这一步，读出来的值会偏 */
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&ADC1_Handler);
}

// ——————————————————————————
// 读一次 ADC：配通道 → 启动转换 → 等它转完 → 取值
// 配通道：告诉 ADC"这次测哪个通道、采样多久"
// 启动 ：软件触发（因为上面配的是 ADC_SOFTWARE_START）
// 等待 ：轮询，最多等 10ms
// 取值 ：12 位结果，0~4095
// ——————————————————————————
static u16 adc_read(u32 ch)
{
ADC_ChannelConfTypeDef ch_conf;

ch_conf.Channel = ch; // 通道（本课 = ADC_CHANNEL_9，因为接在 PB1）
ch_conf.Rank = 1; // 放在转换序列的第 1 位
ch_conf.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5; // 采样时间：越长越稳（源阻抗高就必须长）
HAL_ADC_ConfigChannel(&ADC1_Handler, &ch_conf);

HAL_ADC_Start(&ADC1_Handler); // 开始转换
HAL_ADC_PollForConversion(&ADC1_Handler, 10); // 等它转完（最多 10ms）
return (u16)HAL_ADC_GetValue(&ADC1_Handler); // 读出 0~4095
}

// ——————————————————————————
// 采 times 次求平均：把随机噪声"平"掉，小数点后面就不会乱跳
// 代价：采得越多越稳，但读一次也越慢
// ——————————————————————————
static u16 adc_read_avg(u32 ch, u8 times)
{
u32 sum = 0;
u8 t;
for (t = 0; t < times; t++) sum += adc_read(ch);
return sum / times;
}

int main(void)
{
u16 adc; // 原始值：0~4095
u32 mv; // 电压：单位 mV

#if (APP_MODE == 2)
u8 bars; // 柱条格数：0~20
u8 i;
#endif

HAL_Init(); // 初始化 HAL 库：顺带配好 1ms 时基
Stm32_Clock_Init(RCC_PLL_MUL9); // 系统时钟：倍频到 72MHz
delay_init(72); // 初始化延时函数
LED_Init(); // 8 个 LED 上电全灭（本课不用它，只是别留悬空的灯）
UART1_Init(115200); // 串口 1：用来打印 ADC 的数值
ADC1_Init(); // ADC1：PB1 上的电位器

printf("\\r\\n");
printf("嵌入式技术应用设计实训 | 课时06 ADC 模拟量采集\\r\\n");
printf("拧板上的电位器，PB1 上的电压在 0~3.3V 之间变化\\r\\n\\r\\n");

#if (APP_MODE == 1)
/* ==================== 现象 1：数字电压表 ====================
每 200ms 打印一行：原始值(0~4095) + 电压(mV) + 百分比
参考对照：1024 → 825mV；2048 → 1650mV；3072 → 2475mV；4095 → 3299mV
（为什么满量程是 99% 不是 100%？因为最高档是 4095，除以 4096 差一点点） */
while (1)
{
adc = adc_read_avg(ADC_CHANNEL_9, 3); // 采 3 次求平均
mv = (u32)adc * 3300 / 4096; // 整数换算：0~4095 → 0~3300mV

printf("ADC = %4u V = %4u mV (%u.%03u V) %3u%%\\r\\n",
adc, mv, mv / 1000, mv % 1000, (u32)adc * 100 / 4096);

delay_ms(200);
}

#elif (APP_MODE == 2)
/* ==================== 现象 2：电压柱 ====================
在数字后面再画一条 20 格的柱条，随电压伸缩（0~3.3V → 0~20 格）；
电压超过 2.5V（原始值约 3103）时，额外打一个"超限"提示——这就是"报警"的雏形 */
while (1)
{
adc = adc_read_avg(ADC_CHANNEL_9, 3);
mv = (u32)adc * 3300 / 4096;
bars = (u8)((u32)adc * 20 / 4096); // 0~4095 → 0~20 格

printf("V = %4u mV [", mv);
for (i = 0; i < 20; i++) printf("%s", i < bars ? "#" : ".");
printf("] %3u%%", (u32)adc * 100 / 4096);

if (mv > 2500) printf(" !! 超限 !!"); // 2.5V 以上报警

printf("\\r\\n");
delay_ms(200);
}
#endif
}

HARDWARE/ADC/adc.c、adc.h（本课为“空壳”）

厂家把 ADC 代码放在这两个文件里，本课把它们搬进了 main.c，所以这两个文件只剩一段说明（原文见附录 B）。HARDWARE/SMG/（数码管）和 HARDWARE/TIMER/（它的扫描定时器）本课完全没动、也没用。

代码里最值得盯住的 4 处

三、实验操作与现象

3.1 接线与操作步骤

本课不用接任何线：电位器、LED 都在板上，串口走板载 ST-Link 的虚拟串口。

操作步骤（照着做就能跑）：

3.2 观察到的现象

本课现象以随课视频演示为准；文档不逐条配截图，你自己做完请拍一张或录一段，作为提交物。

要学生自己填的一张表（课堂练习 P6.1 用）：

图注：现象 1，串口每 200ms 打印一行原始值 / 电压 / 百分比（截图待补）

图注：现象 2，柱条随电位器拧动伸缩，超过 2.5V 出现“超限”提示（截图待补）

看不到现象怎么办（按最可能的顺序查）：

执行前后对比（改一个数，看串口上的差别）

四、学生练习

课堂上按顺序做，一条一条改、一条一条看串口：

五、大作业（串口电压表 + 电压柱）

本课不碰数码管，所以大纲里的实验五「ADC 模拟采集与数码管显示」留到课时07（数码管课）一起做——那时两样都学过了，合起来正合适。本课的“五、”按课时01~05 的写法，仍写大作业。 当堂布置、当堂动手，做不完的课后接着做，下次课开课先收。

5.1 任务书

必做 1｜数字电压表

• 每 200 ms 打印一行，三列对齐：原始值（0~4095）、电压（mV，整数换算）、百分比
• 电压必须用整数算（× 3300 / 4096），不许用浮点
• 参考格式：ADC = 2048 V = 1650 mV (1.650 V) 50%

必做 2｜文本电压柱

• 同一行画出 20 格柱条：V = 1650 mV [##########……….] 50%
• 随电位器拧动平滑伸缩，两端不越界（不许出现多于 20 格或负数格）
• 电压超过 2.5V 时多打一个 !! 超限 !!

必做 3｜把两个“旋钮”做成可调

• 把采样时间和平均次数各做成一个 #define（或用参数传入），并在注释里各写一句作用
• 要求：改这两个值，串口上的“抖动程度”要有肉眼可见的变化（对应练习 P6.3 / P6.4 的结论）

加分项（任选，做几项算几项）

挑战项｜自己标定

• 拧到 3~4 个位置，用万用表量 PB1 对 GND 的实际电压，和串口打印值逐一对比
• 算一算最大误差有多少 mV，并用一句话解释误差来源（提示：参考电压不一定是精确的 3.300V、量化误差 0.8mV、噪声、电位器本身）

5.2 分步提示

5.3 现象与验收标准

5.4 提交物

• 代码：课时文档/代码/课时06-ADC 模拟量采集/ADC实验/USER/main.c
• 实测表（3.2 节那张，3 行填全）+ 串口截图 2 张（现象 1、现象 2 各一张）
• 一段 15 秒以内的视频：拧电位器，串口数值与柱条同步变化
• 一句话说明：“为什么最高档是 4095 而不是 4096？0.8mV 是怎么来的？”

六、本节小结与下节预告

本节让单片机第一次“读懂”了外面的电压：ADC 把 0~3.3V 切成 4096 份，给出 0~4095 的整数，我们再用 ×3300/4096 把它换回电压——一份 0.8mV，就是这块 ADC 能分辨的最小变化。初始化按五步走（ADC 时钟 6 分频 → 开时钟 → PB1 配模拟输入 → 配参数 → 校准），每一步“不做会怎样”都写在表里；读一次则只有四个动作（配通道 → 启动 → 等转换 → 取值），而采样时间和平均次数这两个“旋钮”，决定了读数稳不稳。最后两个现象都靠 printf：数字电压表把“原始值 / 电压 / 百分比”一起给出来，电压柱把连续量画成会伸缩的柱子，还带一个“超限”提示——这正是后面做传感器报警的雏形。三句话记住本课：12 位就是 0~4095，一份 0.8mV；PB1 要配成模拟输入（GPIO_MODE_ANALOG）；ADC 时钟不能超 14MHz，所以必须 6 分频。下节进入数码管：把数字“显示”出来（动态扫描 + 74HC138/74HC595），做完正好把大纲里的实验五（ADC + 数码管）收口。

本节函数与宏速查

附录

A. 怎么编译下载（照着做就能跑）

1. 上电接线：板上标着 ST-Link 的 USB 口用一根线插电脑（供电 + 下载 + 串口都走它，不用接别的线）
2. Keil 打开：课时文档/代码/课时06-ADC 模拟量采集/ADC实验/USER/ADC.uvprojx
3. 选下载器：Options for Target → Debug → ST-Link Debugger → OK
4. 勾 MicroLIB：Options for Target → Target → 勾 Use MicroLIB（printf 才出声）
5. 选现象 ：main.c 开头 #define APP_MODE 1（数字电压表）或 2（电压柱）
6. 编译 ：Build（F7），确认 0 Error(s), 0 Warning(s)
7. 下载 ：Download（F8），确认 Programming Done. Verify OK.
8. 看现象 ：串口助手选对 COM 口、115200-8-N-1 并打开串口，按 RST，
然后慢慢拧板上的电位器：串口上的数值（和柱条）跟着变

B. 本课代码

本课改两个文件、搬空两个文件，还有两个目录本课不用（完整代码见 2.2 节）：

HARDWARE/ADC/adc.h（完整代码）

#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 《嵌入式技术应用设计实训》课时06 ADC 模拟量采集
//
// 说明：本课把 ADC 的代码全部写在 USER/main.c 里——
// ADC1_Init() 初始化（ADC 时钟分频 → 开时钟 → 配 PB1 模拟输入 → 配参数 → 校准）
// adc_read() 读一次：配通道 → 启动转换 → 等转换完 → 取值
// adc_read_avg() 采 n 次求平均（去噪声）
// 一节课就能看全"电压是怎么变成 0~4095 的"，不用在文件之间跳。
//
// 所以本文件暂时只留这段说明，没有任何声明。
// 工程里保留 HARDWARE/ADC 目录，是为了和厂家例程的工程结构一致（.uvprojx 不用改）。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#endif

HARDWARE/ADC/adc.c（完整代码）

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 《嵌入式技术应用设计实训》课时06 ADC 模拟量采集
//
// 本文件是厂家例程（ADC实验-HAL库版）里放 ADC 代码的地方，厂家写法是：
// Adc_Init() 初始化（含 ADC 时钟分频、开时钟、配 PB1）
// HAL_ADC_MspInit() 开 ADC1 / GPIOB 时钟，把 PB1 配成模拟输入（藏在 HAL 回调里）
// Get_Adc() 读一次：配通道 → HAL_ADC_Start → 等转换 → 取值
// Get_Adc_Average() 采 n 次求平均
// 这些东西全在这个文件里，学生打开 main.c 只看到一句 Adc_Init()，
// "电压从哪个引脚进来、怎么变成 0~4095"完全看不见——课时04、课时05 已经踩过这个坑。
//
// 本课改法（与课时03/04/05 一致）：把初始化搬进 USER/main.c，看得见全链路：
// USER/main.c：UART1_Init() / ADC1_Init() / adc_read() / adc_read_avg() / main()
//
// 顺便记一句：厂家这个例程为了"显示"数值，额外引入了数码管
// （HARDWARE/SMG：74HC138 位选 + 74HC595 段选）和一个只为数码管动态扫描而存在的
// 定时器（HARDWARE/TIMER，2ms 中断）——本课**两个都不用**：数值直接用 printf 打到
// 电脑上看，ADC 本身才是本课要讲的东西。那两个目录原样留在工程里（不动 .uvprojx），
// 等课时07 讲数码管时还会用到它们。
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C. ADC 换算速查（12 位、参考电压 3.3V）

注意最后一行：三个数都“差一格”。这不是 bug，是两件事叠在一起： ① 量化误差——12 位 ADC 的最高档就是 4095，4095/4096 = 0.9998； ② 整数除法截断——4095 × 20 / 4096 = 19（小数被丢掉了）。 想让满量程显示 100% 和满格，把分母从 4096 改成 4095 即可（电压用 ×3300/4095 时，满量程正好 3300mV）；本质差的就是那 0.8mV。

相关文档

• 课程大纲（课时06 在“一、基础外设开发模块”）
• 课程文档写作规范（0.1 教学环境约定）
• 上一课：课时05 PWM 输出：频率与占空比
• 下一课：课时07 数码管显示：动态扫描