⼀、概念介绍：
在显⽰⽣活中，我们经常遇到的如温度、压⼒、图像等都是模拟量，电⼦线路中的模拟电压和模拟电流等也都是模拟信号，它是⼀种连续变化的信号。⽽数字信号，通常我们⽆法看到，它通常存储在芯⽚内，如单⽚机、计算机、硬盘等。数字信号是离散的信号。 特点幅度变
化
信号传输⽅式保密性
抗⼲扰
能⼒
处理和存
储信号难
易
模拟信号在时间上和数值
上都是连续变化
的信号
幅度的
取值是
连续的
⽤模拟量的电压
或电流来表⽰
保密性差，通信信号很容易被
窃听
弱，很
容易受
到⼲扰
挤压件难
数字信号在时间上和数值
上不连续变化的
信号
固体增塑剂幅度的
取值是
离散的
通过0和1的数
字串所构成的数
字流
数字信号保密性较强，可加
密-传输-解密再变换还原成模
拟信号
乳化石蜡
抗⼲扰
能⼒强
简单
2.
数字信号和模拟信号相互转换的⽰例
上图是⼀个打电话的过程，⾸先，我们通过⼿机内部的ADC将声⾳信号（模拟信号）转化为数字信号，然后通过天线将数字信号转换出去，对⽅⼿机接收到我们的数字信号之后，通过DAC转换为模拟信号（声⾳），双⽅就可以通话了。
下图为AD/DA相互转换的⽰意：
3. 模拟信号转数字信号：金属板材加工
最低有效位(Least Significant Bit)LSB : 表⽰ADC芯⽚最⼩的⼀位所代表的模拟量的数值。
步骤：
1. 采样：在时间轴上对信号数字化。按照固定的时间间隔抽取模拟信号的值，采样后就可以使⼀个时间连续的信号波变为在时间上取值 数⽬有限的离散信号。
2. 保持
3. 量化
4. 编码
奈奎斯特采样定理：采样频率fs.max⼤于或等于有效信号最⾼频率fmax的两倍，采样值就可以包含原始信号的所有信号，被采样信号就可以不失真的还原成原始信号。
混叠效应：不同的信号频率在相同的采样频率下，可以得到相同的采样波形。
上图1为原始信号，但是，在混叠效应之下，根据采样点还原原始信号，可以有多种不同频率的信号（如图2）。因此AD转换时需要添加⼀个抗混叠滤波器，将⼀些⾼频谐波⼲扰杂波过滤掉。只采样需要的波形。
3.1 采样
采样过程⽰例
3.2 量化
上图为⼀个三位的ADC，即其所能能表⽰的分辨率位2的3次⽅，从000~111。
分辨率：ADC的分辨率指的是对于允许范围内的模拟信号，它能输出离散数字信号值的个数。例如，12位的ADC分辨率即为12位，或者说分辨率为满刻度的1/(2^12)。⼀个10V满刻度的12位ADC能分辨输⼊电压变化最⼩值为：
10V X 1/(2^12) = 2.4mV
转换误差：转换误差通常是以输出误差的最⼤值形式给出。表⽰A/D转换器实际输出的数字量和理论上输出的数字量之间的差别。
转换速率：ADC的转换指的是每秒转换的次数。
4 ADC转换⽅式
4.1 逐次逼近：
4.2 双积分式ADC
⼆、ESP32 模数转换
ESP32集成了两个12位SAR(逐次逼近寄存器)的ADC，并⽀持18通道（⽀持模拟的引脚）的测量。
ADC驱动器API⽀持ADC1(8个通道，连接到GPIO 32-39)和ADC2(10个通道，连接到GPIO 0、2、4、12-15和25-27)。但是，ADC2的使⽤对应⽤程序有⼀些限制：
Wi-Fi驱动程序使⽤了ADC2。因此，应⽤程序只能在未启动Wi-Fi驱动程序时使⽤ADC2。
在⼀些开发板中ADC2引脚⽤作捆绑引脚（GPIO 0、2、15），因此不能⾃由使⽤。例如GPIO0：⽤于选择运⾏⽅式
ADC配置：
1. 精度设置：
typedef enum {
ADC_WIDTH_BIT_9 = 0, /*!< ADC capture width is 9Bit*/
ADC_WIDTH_BIT_10 = 1, /*!< ADC capture width is 10Bit*/
ADC_WIDTH_BIT_11 = 2, /*!< ADC capture width is 11Bit*/
ADC_WIDTH_BIT_12 = 3, /*!< ADC capture width is 12Bit*/
ADC_WIDTH_MAX,
} adc_bits_width_t;
ESP32内置12位ADC，可以在9位到12位的精度之间调整。
2. 衰减倍数：感应式垃圾桶
typedef enum {
ADC_ATTEN_DB_0 = 0, /*!<The input voltage of ADC will be reduced to about 1/1 */
ADC_ATTEN_DB_2_5 = 1, /*!<The input voltage of ADC will be reduced to about 1/1.34 */ ADC_ATTEN_DB_6 = 2, /*!<The input voltage of ADC will be reduced to about 1/2 */
ADC_ATTEN_DB_11 = 3, /*!<The input voltage of ADC will be reduced to about 1/3.6*/
ADC_ATTEN_MAX,
} adc_atten_t;
不同的衰减倍数对应不同的检测电压范围
三、程序编写
自锁装置void adc_Init(){
adc1_config_width(ADC_WIDTH_12Bit); //设置为12位的ADC 2^12=4096
//设置ADC1通道6，参考电压为1.1V
adc1_config_channel_atten(ADC1_CHANNEL_6 ,ADC_ATTEN_11db);
}
void app_main(void){
adc_Init();
int read_raw; //ADC值
while(1)
{
read_raw=adc1_get_raw(ADC1_CHANNEL_6); //采集ADC1 6通道的ADC值
printf("adc=%d,%dmv\r\n",read_raw, (read_raw*1100)/4096); //ADC值以及mV计算
vTaskDelay(1000/portTICK_PERIOD_MS);
}
}
四、结束
本⽂介绍了ADC模数转换的⼀些基本内容，并编写程序实现ESP32模数转换功能。
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