企业官网建设流程全解析

前言： 欢迎来到STM32期末复习系列的第六篇！到了这里，我们的硬件外设复习已经接近尾声。现实世界中的信号（如温度、光线、声音）都是连续变化的“模拟信号”，而单片机只懂0和1组成的“数字信号”。怎么沟通？这就需要**ADC（模数转换器）**这座桥梁。 另外，当单片机需要和各种复杂的传感器芯片或者屏幕对话时，只用普通的串口是不够的，我们还需要掌握一种非常经典的通信协议——IIC总线。干货满满，开始划重点！

考点一：ADC模数转换基础理论（⭐️⭐️⭐️⭐️ 必考概念/填空）

考试中经常会考ADC转换的“四步曲”和核心技术参数，这部分纯送分，千万别丢！

1. A/D转换的四大步骤（背诵）

将连续的模拟信号转换成数字信号，必须依次经过以下四个步骤：

1. 采样 (Sampling)：每隔一小段时间，去“抽取”一下模拟信号的电压值。

   • 必考定理：抽样定理（奈奎斯特准则）。要求采样频率 $f_S \ge 2f_{Imax}$（即采样频率必须大于等于输入信号最高频率的2倍），这样才能完整还原出原来的信号。

2. 保持 (Holding)：由于转换需要一点点时间，在转换期间必须把刚才采样的电压值“稳住”不能变。

3. 量化 (Quantization)：把保持住的电压值，归入到某一个相近的离散电平等级中。

4. 编码 (Encoding)：把量化后的等级转换成单片机认识的二进制代码（0和1）。

2. ADC核心技术参数

• 分辨率：表示ADC对输入模拟量微小变化的分辨能力。

  • 大白话：通常用“位数”表示。比如STM32自带的是12位ADC，也就是把 0~3.3V 的电压切成了 $2^{12} = 4096$ 份。位数越多，量化单位越小，转换越精细，误差越小，分辨率越高！

考点二：STM32的ADC模块特性（⭐️⭐️⭐️ 选择题常客）

• 输入通道数：STM32F103的ADC最多有16个外部通道（ADCx_IN0 ~ ADCx_IN15），对应16个GPIO引脚。

• 隐藏通道：以ADC1为例，除了16个外部通道外，它还有两个专用的内部通道：

  1. 内部温度传感器通道（可以用来测量芯片的工作温度）。

  2. 内部参考电压（VREFINT）通道。

• GPIO模式配置（敲黑板！）：如果一个引脚要用作ADC的输入通道，它的GPIO工作模式必须配置为“模拟输入（GPIO_Mode_AIN）”，只有这样才能原汁原味地把外部电压输送给ADC。

考点三：IIC总线通信基础（⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 核心大题/对比题）

IIC（也叫I2C）是由Philips公司开发的一种经典串行总线。它引脚少，硬件简单，应用极广。

1. IIC的核心特征（必考填空/选择）

• 引脚组成：只需要两根线！

  • SDA (Serial Data Line)：串行数据线，用来传输数据。

  • SCL (Serial Clock Line)：串行时钟线，用来控制节奏，所以它是同步通信。

• 通信方式：因为只有一根数据线，所以数据只能单向轮流走，这叫作半双工通信（不能同时发和收）。

• 主从模式：通常有一个“主机（单片机）”和多个“从机（各种传感器）”。主机通过发“设备地址”来呼叫特定的从机。

2. IIC与USART的对比总结表（建议截图保存）

考点四：IIC的硬件代码配置规则（⭐️⭐️⭐️⭐️ 代码阅读/改错）

在阅读实验代码或程序填空题时，遇到IIC初始化，一定要盯紧它的GPIO配置！

• IIC引脚的工作模式： 在STM32标准库中，如果使用硬件IIC（比如PB10和PB11），这两个引脚的模式必须设置为复用开漏输出 (GPIO_Mode_AF_OD)！（注意：如果是用软件模拟IIC，通常设置为普通开漏输出GPIO_Mode_Out_OD）。

• 为什么一定要“开漏”？开漏输出只能输出低电平，无法主动输出高电平。因此，IIC总线的SCL和SDA外部必须接上拉电阻（通常接到3.3V）。这样做是为了实现“线与”功能，防止多个设备同时发送数据时导致电源短路烧毁芯片。

💡 IIC硬件结构体高频代码段：

I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C; // I2C模式 I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2; // 占空比配置 I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0X0A; // 自身地址 I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable; // 开启应答机制(ACK)

复习建议：这一章的重点是搞清ADC的四个步骤与分辨率概念，以及**IIC总线“两根线、半双工、同步、开漏输出”**这几个核心关键词。