ADC采样工作原理详解

如何利用单片机的ADC模块（或者独立的ADC芯片）得到接入ADC管脚上的实际电压值？
这个问题，是第一次接触ADC时候，大家都会遇到的问题。
会读到什么值
单片机会读到什么值？需要看一个特性，就是几位的ADC，在手册上就会给出，例如，STM32的ADC是12位的。另外，还有8位，10位，16位，24位等。
我先告诉你答案：STM32读到的ADC值，是从0到4095，当你把ADC引脚接了GND，读到的就是0，当你把ADC引脚接了VDD，读到的就是4095。
接下来告诉你为什么：前面提到，STM32的ADC是12位的，我们知道，8位的值是从0~255；16位的值，是从0~65535。这两个位的最大值，是我们最为熟悉的。
（怎么算出来的？这问题就又降低到另一个层面了，这里我们说的几位的值，每个位只能是0或者1，比如2位的值，可以表示为00 01 10 11四种不同的值，这是以2进制表示的，转换成十进制就是0 1 2 3，所以得出结论，2位的值可以表示从0~3。同理，3位的值，可以表示十进制的0~9，你可以展开计算一下。4位的值，可以表示0~16，5位的值，可以表示从0~31，同理，你可以得出任意位的值可以表示的范围。）

所以，12位的值，可以表示从0~4095，这就是先在感性上，认识了为什么12位的ADC的值，是从0~4095.

读到的值怎么换算成实际的电压值
前面提到了，我们输入GND，读到的值是0，输入VDD，得到的值是4095，那么，当你读到2035的时候，你知道输入电压多少V吗？这个问题，归根接地，就到了数学XY坐标，已知两点坐标值（0,0）（3.3,4095），给出任意X坐标值，求Y值的问题了吧？简单不简单？
ADC测电压2-2

参考电压是什么
讨论这个问题之前，你先拿万用表量一下你的VDDA的实际电压是多大？是不是标准的3.300V？应该不是吧？或许是2.296V，或许是3.312V。然后你把VDD连接到ADC引脚之后，得到的是4095，也就是，实际上，当你读出4095这个数据的时候，实际的电压值不是你想象中的3.300V。有些初学者，觉得几毫伏的电压差无所谓，但实际应用中，几毫伏就可能代表很大的实际工况，例如，在一个量程为50克的电子称上。
所以，这时候，芯片厂商就想了一个办法，给ADC模块中引入参考电压，由非常标准的参考电压芯片来接入参考电压引脚。标准的电压芯片，我们一般叫做参考电压芯片，或者叫做基准电压芯片。例如REF3133（输出3.300V） REF3025（输出2.500V）等等。
注意：STM32 的100脚以上（含100脚）有参考电压引脚。在没有参考电压引脚的单片机上，可以把基准电压芯片接入VDDA，但是VDDA和VDD的电压差不能超过0.3V，例如，VDD是3.3V的话，可以给VDDA接入一个3.3V的参考电压芯片或者3.0V的参考电压芯片，但是不能接入2.5V的参考电压芯片，后果就是芯片不能工作。

ADC引脚的输入电压范围是多大
一般情况下，ADC引脚的输入电压，是从0~VDD，如果有REF引脚，一般是0~Vref，也有0~2Vref的情况。
如果被测的电压大于ADC的输入电压，例如，要用STM32测量0~5V的电压的话，可以在输入ADC引脚之前，加入电阻分压和放大器电路。
总结：看完这篇文章，你是否会觉的，一切都只是基础知识的融合。