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二、ADC的整体结构（前面只是讲了ADC的结构里面的一部分）
一、SAR-ADC
1.ADC是什么
广义ADC，其实就是把自然界连续的信号转为计算机可存储的离散的数字信号
狭义ADC，是把电压信号转为离散的数字去存储下来
模拟信号的时间连续表示的是任意时间（不管是几分几秒几毫秒等等）下都记录着值，同理幅度连续也是表示其纵轴的值的精度无限大。
2.单片机里的ADC模块
3.采样深度
12位：采样深度为12位
采样深度：用多少二进制位来存储数字
简单来说就是采样深度越大，转换后的值越精确
为啥深度越大，转换的越精确
如下：4位ADC，0-1111，共16个数，即0-15，0对应0V，1111对应3.3V，那每两数之间对应的电压是多少？即16个数对应的15个间隔下的各自的电压宽度，那就是把3.3进行15等分.
那用这16个数的15个间隔去平均存放等同的电压值，即如果是0-3.3V电压的话就是0.22V。
那2V的电压经过ADC转换后（转换时就是x个0.22V，最近的不高于2V的是1.98（即2V/0.22V=9，即二进制的1001b））为1.98V，（数字化）量化后的误差为0.02V
但是12位的就不同了，其存储的位置多，既而间隔有2的12次-1，既而得到的电压分辨率是更小的值，那也就是说其精度更高了，所以其量化误差更小
注意：采样深度 和 常规序列或注入序列的寄存器的位数 没有多大关联，也别搞混了
采样深度是数据用多少位表示，用的这个位数也决定了ADC 本身的精度（能分多细的电压间隔）。
而常规/注入序列的寄存器是最后存储结果的地方，默认是固定的16位
但是采样深度 和 逐次逼近型ADC内部的结果寄存器是有关联的
比如4位的寄存器，分辨率是0.22V，那对于2V的电压，其表示为：x个0.22V，这里最接近的就是9。换成二进制就是1001，那这个也表示结果寄存器的b0和b3都为1，另外两个都为0。
又由第6小节里面讲的，2V刚好为b3的1.76V+b0的0.22V
所以转换后的电压结果的求法：
一个方法是对多位进行逐次逼近的累加去得到结果寄存器的结果码，然后结果码对应的值为1的地方进行电压值的相加，参考下面第6节（这是SAR-ADC的底层本质）
另一个方法是采用计算的方法得到结果码，而不是累加：
结果码*分辨率 （但是其中结果码是由：输入电压//分辨率得到最接近的小于输入电压的值，注意这里是取整，因为不仅代表是第几份电压，以及也要将其转为二进制）
---但是第二种只是计算方法，并不是SAR-ADC的底层，这个只能用来便捷计算，底层还是逐次逼近的累加
而且这两个方法的结果也可以进行二进制上的转换（比如你算的除后的值为9，转为二进制是1001，将其乘分辨率，那就等价于逐次逼近法的取b0砝码的重量 + b3砝码的重量）
特别特别注意：ADC的寄存器里面（不管是SAR-ADC内部的结果寄存器还是DR，JDR存的都是）存的统一都是输入电压的结果码，也叫量化值，而不是量化电压（即转换后的电压值，这个值一般和实际的输入电压有些量化误差，并且它不是 ADC 真的输出的，而是你用数字码 反推得到的“最接近的电压值。）
4.逐次逼进型ADC
5.采样保持电路
采样：从连续的模拟信号得到想要的某个点的电压
方法：闭合电路开关，既而快速给电容充电，冲到后面当电容逐渐平稳到想要的电压时，就达到采样的目的了。
所以采样时间就是该电路闭合的时间
保持：进行比较的时候，另一短是要逐次逼近的，所以需要时间，这个时间下需要左边的电压保持恒定，就像天平上的这一端，需要他保持电压不变
方法：当采样后得到逐渐平稳的想要的电压后，断开开关，此时左边电容不能放电，右边的比较器常常处于断路的情况，所以电容放不了电，处于恒定的电压
6.例子
如何选取砝码去匹配到2.21V.从大往小选，选择为1，不选为0
7.扩展介绍
1. 运算放大器（Op-Amp）
运算放大器是一种高增益电子器件，常用于信号放大、滤波、比较、积分等。
1.1 高速运算放大器
普通运放响应速度有限（比如音频信号够用了）。
高速运放强调响应快、带宽大、转换速度快，可以处理高频信号（比如几十 MHz）。
比较器常常就是在高速运放的基础上，去掉一些稳定性设计，专门用来比较电压大小。
2. 比较器的本质
比较器和运放长得像，也有“+”（同相输入）和“–”（反相输入）。
作用：判断
V+和V–的大小，输出高/低电平。电气特性：
输入端阻抗很高 → 几乎不吃电流（所以接在前级电路上不会形成明显负担）。
输出是强驱动电平（0 或 1），不是连续变化的电压。
3. “电流流不流”的问题
你问的重点在这里
比较器输入端 → 阻抗极高，几乎不流电流，就像断路一样，这就是“虚断”。
比较器内部 → 当然有电流流动（半导体内部电路工作），但对外界来说等效成没有电流吸收。
所以你接信号到比较器输入时，可以理解成“不会被吸走电流”，也就是对外近似断路。
4. 虚短 vs 虚断
这是经典运放概念：
虚断：运放输入阻抗无限大 → 输入端不流电流。
虚短：在负反馈条件下，运放会自动调节输出，让
V+ ≈ V–。对比：
比较器：开环工作，没有负反馈，所以只有虚断，没有虚短。
运放做放大器（比如接电阻网络）：有负反馈，才有虚短。
5. 负反馈是啥？
反馈就是把输出的一部分接回输入。
正反馈：输出推着输入往同一个方向走 → 会导致震荡、触发（锁存器、振荡器用）。
负反馈：输出推着输入往相反方向走 → 运放会自动调节，使输入两端电压几乎相等（虚短）。
例子：
不带反馈的比较器：只会直接比较大小。
带负反馈的运放：可以稳稳输出一个比例放大的电压。
6. 整体逻辑总结
运放：高增益器件，用来放大信号；高速运放可以处理高频。
比较器：基于运放结构，专门比较电压大小，输入阻抗高（虚断），输出只有高/低。
电流问题：输入端几乎不流电流，对外表现像断路。
虚短/虚断：
虚断 = 输入阻抗高 → 电流 ≈ 0（比较器、运放都满足）。
虚短 = 负反馈下的运放才有，比较器没有。
负反馈：让运放“自我调节”，保证输入电压差几乎为零，从而实现稳定放大。
1. 什么是反馈？
反馈 = 把输出的一部分接回输入。
好比：一个人说话，声音传到山谷，又被反射回来（回声），这就是一种“反馈”。
如果回声 和你声音同方向加强 → 声音越来越大（正反馈）。
如果回声 和你声音相反，抵消掉一部分 → 声音变小，更稳定（负反馈）。
2. 正反馈（推着同方向走）
定义：输出的变化，会让输入端往同一个方向变化。
结果：变化越来越大，容易失控。
应用：
锁存器（一旦触发就保持状态），
振荡器（不断震荡产生方波/正弦波）。
👉 比喻：
好比你在秋千上推别人，秋千往前，你也继续往前推 → 越荡越高。
3. 负反馈（推着反方向走）
定义：输出的变化，会让输入端往反方向变化。
结果：系统会自我调节，保持稳定。
应用：
运放放大器（能稳定输出某个电压），
控制系统（比如空调恒温）。
👉 比喻：
你拿着水龙头，水流大了，你就拧小点；水流小了，你就拧大点 → 总能保持恒定的水流。
4. 在运放里怎么体现？
开环（没有反馈）
运放输出只会疯狂往正饱和或负饱和跑（几乎就是比较器的工作方式）。
有负反馈
运放会“努力”让
V+ ≈ V–，因为只要有点差，它就会调整输出去抵消。这就是“虚短”现象。
5. 一句话总结
正反馈 = 输出顺着输入推 → 越推越大 → 振荡/触发。
负反馈 = 输出顶着输入推 → 越推越稳 → 稳定放大。
二、ADC的整体结构（前面只是讲了ADC的结构里面的一部分）
1.ADC的多路复用
上图是从前面学的ADC的一部分：单路，将这个单路的输入部分（带开关的）提出来，从形成了一个简化版的单路情况，其输入的信号，由开关控制输入
多路信号的执行顺序：
将单路扩展为多路，当多路信号复用的时候，依次先将模拟信号x输入然后转换，并将结果进行保存；之后再进行下一个模拟信号的操作。
这里的结构图里面只写到引脚IN9，是因为后面的几个引脚当前单片机不支持
2.常规序列
简单来说：这个常规序列就是定义了转换的规则
该序列主要存放了转换的各通道的序号和各通道的采样时间（即各通道的开关闭合的时间）
常规序列的实现步骤：
1.当外部触发 产生输入信号时，即产生一个触发输入的上升信号，即上升沿
2.那就执行一次常规序列里面的清单，即一次上升沿的信号就要触发通道7，通道8，通道9的依次转换
注意：常规序列的记录数是16个记录，而注入序列的记录数最多是4个记录
3.注入序列
尤其注意这个优先级更高，即同是输入的情况下，当注入序列的通道被打开，优先执行注入序列的任务，他执行完了，常规序列才能执行
三、ADC的采样时间和转换时间
总结来说就是：
采样时间：主要是需要信号源的内阻，因为信号源内阻越大，电流越小，电容充电越慢
转换时间：ADC位数*cycle+0.5cycle；//因为是要一位位的逼近比较所以需要位数
在求取ADC内部的模数转化的时间是：采样时间+转换时间
而直接想要求转换后的电压值：就在配置常规序列或注入序列的时候会用到采样时间，转换时间是不会用到的
1.ADC的时钟频率
ADC的时钟频率等于 PCLK2经过分频得到的频率
根据官方的操作手册，ADC的时钟频率必须小于14MHz，所以这里选择6分频下的12MHz，当然8分频也行。
2.转换时间的计算方法
其实就是位数*cycle+0.5*cycle
默认使用的是12位的结构寄存器，比较的时候需要对每位（每个砝码）都分别用来进行比较，每个比较都默认的消耗一个周期（cycle），所以总共是12cycle+0.5cycle（规定的）=12.5cycle
3.采样时间和信号源内阻的关系
首先一个知识是采样时间是和信号源的内阻有关的
结论是：信号源内阻越大，电流传输越慢（因为降压了），充电越慢
4.信号源内阻的计算方法
这里以一个光敏传感器为例，举例怎么计算这个传感器的内阻
首先先画出其标准的电路图
之后根据其电路图画成一个线性二端网络
之后根据定理得到的电源电压和电源的内阻
电源归0
线性二端网络 = 由线性元件组成，对外只有两个端口的电路黑盒子，
1. 什么叫“二端网络”？
二端网络就是对外只有两个引脚（端口）的电路。
不管里面多复杂（有电阻、电容、电感、电源等），对外就表现为“一个黑盒子”，外界只能通过这两个端子施加电压、流过电流。
👉 常见例子：一个电阻、一个电容、一个电感，甚至一个复杂滤波电路，只要对外只有两个端点，它就是二端网络。
2. 什么叫“线性”？
“线性”是指电路元件满足 叠加原理（输入和输出成线性关系）。
对于电路来说，意味着 电压、电流关系符合欧姆定律、线性微分方程。
线性元件：电阻、电感、电容、理想独立源、受控源。
非线性元件：二极管、三极管、MOS 管、开关等。
3. 什么是“线性二端网络”？
定义：由线性元件构成的，只对外表现为两个端口的电路。
特点：外部电压与电流关系是线性的，可以用电阻、电压源、电流源等等效表示。
常见分析工具：
戴维南定理（等效为电压源 + 电阻）
诺顿定理（等效为电流源 + 电阻）
👉 所以，“线性二端网络”就是一个“对外只有两根线的线性电路黑盒子”。
5.采样时间的计算方法
根据ADC手册公式得到其他标准参数，主要是要获取信号源的内阻
