单片机（Microcontroller，缩写MCU）是一种集成了微处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）及各种输入/输出接口和计数/定时器等功能于一体的专用集成电路。其中AD即Analog-to-Digital Converter，即模数转换器，是单片机中重要的外设之一。AD模块可以将传感器产生的模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行数字信号处理，从而实现各种智能化控制和测量任务。
AD转换的基本原理是把输入的模拟信号分段采用逐次逼近法进行逆变换，最后得到一堆数字比特，即PCM（Pulse Code Modulation）码。逆变换的过程中，AD模块内部对比非逆变换器参考电压，例如5V或3.3V，并按照一定精度把模拟信号转换成对应的数字信号。采样频率和精度的不同，决定了AD模块的性能和质量。
单片机AD转换的基本流程是：选通模拟输入通道，开始转换，等待转换结束，获取数值。
单片机AD最常用的场景是传感器信号采集，例如光敏电阻、温度传感器、压力传感器、湿度传感器、红外传感器等等。通过AD模块转换为数字信号后，单片机可以根据实际应用场景进行数字信号处理、计算、控制等操作，例如判断温度及湿度范围、反向控制电机、显示屏输出等等。
在实际使用AD模块时，需要注意一些问题。首先是参考电压的选取，参考电压低于传感器输出信号范围会导致量程不足，高于传感器输出信号范围会导致精度下降。同时，对于不同的传感器，需要适当调整采样频率和精度，以保证转换效果和减少单片机资源的占用。
此外，当单片机的AD模块需要读取多路模拟信号时，需要适当考虑通道切换和采样时间的问题，以免造成数据误差。一般来说，单片机上的AD模块数量和通道数是有限的，需要根据实际应用需求进行合理规划和设计。
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