单片机是如何采样模拟量信号数据的

单片机的ADC接口属于模数转换接口，将外部的模拟量信号转化为数字信号，单片机属于数字器件，需将模拟信号转化为数字信号才能够为单片机处理。目前市场的很多单片机都自带ADC转换接口，若无ADC转换接口，可以使用ADC数模转换芯片外扩。

ADC模块是将模拟信号转化位数字信号，数字信号用0和1表示，ADC模块有参考电压，假设给的参考电压是5V，ADC是12位的（几位表示用二进制几位数存储模拟量转化后的数字量，12位的ADC则可储存数字量范围为：（二进制）000000000000~111111111111，转换为十进制数字范围为0~2^12即0~4095。

也就是说把参考电压分为2^12份即4096份，最小分辨率为VREF/4096。也就是说二进制的000000000000代表输入模拟量0V，而111111111111代表最大值VREF。

下面以上图C8051单片机为例子，如原理图所示，该单片机工作电源为3.3V，参考电压为2.048V，所以模拟量的输入范围为0~2.048V。若所需采集的电压范围大于参考电压值时，可以使用电阻分压进行降压或者使用运放进行缩小等。

该单片机ADC为12位的。也就是说输入电压为0时，单片机转换后的数字量结果为000000000000（二进制），当输入电压为2.048V时，单片机转换后的数字量结果为111111111111（二进制），十进制为4095。也就是说，输入电压的值V=2.048×ADC采集到的数字量÷4095。

比如我们要采集一个0~10V范围的模拟量电压进行显示，那么，可以先将0~10V的电压缩小5倍，可以使用电阻分压，也可以采用运放缩小等方式，然后接入单片机的ADC采样口，可以接入上图的P2.2口。最后换算公式为：V = result * 2.048/ 4095 * 5;其中 result为单片机采集到的数字量。