0.引言
ADC（analog to digital converter），模数转换器，将模拟信号转化数字信号的设备。 目前单片机的片上外设一般包含一个和多个ADC，所采用的的架构一般为逐次比较型ADC（successive-approximation ADC ）。
1.逐次比较型ADC工作原理
逐次比较型ADC工作原理类似于使用天平给物品称重。
假设存在一个物品，重量未知，存在N个砝码，其质量分别为m、m/2、m/4...m/N，首先采用最重的的砝码（质量为m）去称量，如果砝码比物品重量小，那么保留重量为m的砝码，然后继续增加放置次重的砝码（质量为m/2）为，如果砝码比物品重量大，则舍弃质量为m的砝码，更换质量为m/2的砝码来称量，直至天平达到最平衡的状态，这个过程就叫逐次比较逻辑（二进制搜索算法），逐次比较型ADC就是采用逐次比较逻辑实现的一种ADC。
逐次比较型ADC主要由：①采样/保持电路，②N位DAC，③比较器，④N位寄存器，⑤逐次比较逻辑电路组成，如图2所示。
- 模拟输入电压(VIN)由采样/保持电路保持，
- N位DAC将参考电压VREF按照2的N次方进行等分，逐次比较逻辑电路将N位寄存器的最高位置1，DAC的输出为VDAC=VREF/2
- 如果VIN大于VDAC，则比较器输出逻辑高电平，N位寄存器的最高位保持为1，否则，最高位清0
-
逐次比较逻辑电路将次高位的置1，重复上面的操作，进行下一轮比较，逐次右移，直至完成比较，最终得到数字输出
图2 SAR ADC 架构
图3展示了4位逐次比较型ADC的工作过程，其参考电压为5V，4位ADC具有4位DAC，4位寄存器，最小分辨率为5V/2^4 = 0.315V。
模拟输入电压VIN电压分别为0V、0.5V、1.0V、1.3V、2.0V、2.6V、3.0V、4.0V、4.5V、5.0V时ADC内部的4位寄存器、4位DAC、逐次比较逻辑电路的输出变化。
图3 4位 ADC工作过程
2.ADC的基本关键参数
2.1 采样速率
N位逐次比较型ADC 需要N个比较周期，前一轮转换未完成不能进入下一轮转换，分辨率越高，转换时间越长，所以采样速率也就越低。
2.2 参考电压
由图3可知，ADC的电压需要大于等于模拟输入电压，才能准确的对输入电压及进行模数转换，ADC的位数固定，参考电压选取的不一样，ADC的最小分辨率也就不一样。
2.3 分辨率
和参考电压的值有关，也和DAC的位数有关，如果DAC的位数固定为12位，如果参考电压为5V，则最小分辨率为0.0012V，如果参考电压为3.3V，则最小分辨率为0.0008V，参考电压选取的小，提高了分辨率，但是也限制了模拟输入电压的量程。
