MCU ADC如何测量超过VCC的电压？

假设MCU的供电电压是3.3V，而ADC的测量范围是0-3.3V。在需要测量高于这个范围的场景中，比如电池电压为6V，我们可以采取一些方法来解决这个问题。

一个常见的解决方案是使用电阻分压来将高于3.3V的电压缩小到ADC能够接受的范围内，然后再进行采集和转换。但是，这会带来一个问题：分压电路中的电阻值应该选择多大？例如，如果选择1/2的分压比例，应该是两个1KΩ串联还是两个1MΩ串联？电阻值是否可以随意选择呢？

先说结论：电阻不能随意选，首先它不能太大！

以STM32F103为例子，在数据手册中可以看到外部输入阻抗有一个最大值50kΩ的要求。

这个值是由下面的计算公式算出来的，

需要注意的是输入阻抗的最大值并不是固定不变的，不是说只要小于50kΩ就可以，因为它和ADC时钟频率、采样周期、转换位数都有关系。比如上面表格中，当ADC时钟频率14Mhz，采样周期1.5 cycels，转换位数12时，最大输入阻抗就是0.4kΩ。

Tab 46标称的最大输入阻抗50kΩ，是在ADC时钟频率14Mhz，采样周期55.5 cycles，转换位数12时计算出来的值,它同时也是ADC模块所能接受的最大值 (受硬件决定，这也是为什么Tab 47最后两行写NA的原因，虽然根据公式也能算出来一个比50更大的值)。

简单来说，可以这么理解：因为ADC内部的采样保持电路(电容组成)，如果外面的电阻大，就会导致RC电路充电时间长，如果采样周期小，就会引起电容在没完全充满电的情况下就被采集，自然ADC得到的数就不准。

从提高ADC采样速率的角度来说，电阻越小，RC充放电速度快，ADC的采样速率就能更高。不过电阻小，会增大功耗，在对功耗有要求的场合，这个电阻还不能选的太小。

对于必须低输入阻抗，同时又需要低功耗的场合，可以先用大电阻分压，后面再用运放跟随器的方式。

电阻大小的问题说完了，还有最后一个问题，等效输入阻抗和第一幅图里的两个串联分压电阻是什么关系？等效输入阻抗是R1、还是串联值R1+R2，还是并联值R1*R2/R1+R2 呢？这个问题曾困惑了我好久，当年上学时学的理论知识全交给老师了![。

这个问题可以这么简单想，假设R2是0Ω，进入到ADC的电压就是GND，和R1是多大就没关系了，等效输入阻抗就是0Ω。再假设R2无穷大，等于是断开，电阻只有R1了。这么一想答案就清晰了吧，等效输入阻抗是两个分压电阻的并联。

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