网罗开发 （小红书、快手、视频号同名）

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📅 最新动态：2025 年 3 月 17 日
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前言

如果你在用 ESP32/ESP32-S3 做传感器、AI 边缘推理（如手势识别）、电压测量、AD 控制等项目，一定遇到过一个让人抓狂的问题：

“为啥 ADC 明明能用，但每个板子的读数都不一样？”

这背后，就是 ESP32 ADC 校准机制的全部故事。

本文带你深入但不烧脑地看懂：

• 什么是 eFuse 校准信息
• 为什么 ESP32/S3 要做 Vref 校准
• 线性拟合校准（Line Fitting） 是如何工作的
• 查找表校准（LUT） 的作用是什么
• 各 SoC（ESP32/S2/S3/C3/C6）之间 ADC 差异大在哪里
• 实际项目如何选用校准方式？
• 源码解读：adc_cali_line_fitting.c 到底做了什么？

让你彻底搞清楚“为什么 ADC 不准，以及如何让它变准”。

为什么 ESP32 的 ADC 都要“校准”？

ESP32 的 ADC 在硬件设计上就是 高性价比 + 可用，所以它有两个特点：

特点 1：每颗芯片的 ADC 会有差异

这是模拟电路的物理限制。尤其像 ESP32 这种 WiFi + Bluetooth SoC，为了成本和功耗做了很多折中，导致：

• 每颗芯片会有不同的 ADC 特性
• 即便同一型号的 DevKitC，每块板子的采样值差异也可能高达 5%–10%

特点 2：不同型号 ESP32 的 ADC 精度不同

SoC	ADC 设计	支持的校准方式	精度差异
ESP32（经典款）	ADC 噪声大、线性差	Vref	差异较大
ESP32-S2/S3	新 ADC 方案，稳定性提升	Vref、Two-Point、LUT	精度更好
ESP32-C3、C6	最新 ADC 方案	LUT	最稳定

所以为了“拉齐”每颗芯片的差异，让用户在应用层得到准确的电压值，ESP-IDF 引入了 ADC 校准（Calibration）机制。

eFuse 是什么？为什么校准数据保存在 eFuse？

eFuse 本质是一种一次性可编程（OTP）的寄存器区域。

• 芯片在出厂时，厂家（Espressif）会 按每颗芯片的特性写入不同参数
• 用户无法修改
• 系统在运行时会自动读取 eFuse 的值

ESP32/S3 的 ADC 校准信息主要包括：

名称	含义
eFuse Vref	出厂校准的参考电压（典型：1100mV）
Two-Point	两点校准值，例如 150mV、950mV 对应的原始 ADC 值
LUT	全段 ADC 校准查找表

三种校准方式的直觉理解

这是本文最关键的部分。下面用最通俗的话解释你看到的源码里的“line fitting”、“curve fitting”、“LUT”等内容。

3.1 方法一：Vref 校准（最基础）

适用于：ESP32 老型号

原始 ADC 值 实际上是按照内部 Vref 换算的。
但每颗芯片的内部 Vref 不一样，比如：

芯片	实际 Vref
芯片 A	1080mV
芯片 B	1120mV
芯片 C	1180mV

如果软件统一按“1100mV”去换算，结果当然不准。

所以 IDF 会从 eFuse 里读取 每个芯片独有的 Vref，例如：

eFuse Vref = 1120mV

然后据此修正电压计算。

优点：简单、快速
缺点：只能纠正偏移，对线性差无法优化
精度：±5~10%

3.2 方法二：Two-Point 校准（中档精度）

适用于：S2 / S3 某些型号

Espressif 在工厂给你测量了两个测试点，例如：

• 150mV → 对应原始 ADC = 500
• 950mV → 对应原始 ADC = 3100

这样可以根据这两个点做一条直线拟合（Line Fitting）：

voltage = slope * raw + offset

看到这里你应该就明白你贴出来的这个文件 adc_cali_line_fitting.c 的意义了：

解读：
这段代码就是根据 eFuse 两点数据，计算拟合直线的 slope 和 offset。

优点：比 Vref 精准
缺点：线性区之外误差仍然存在
精度：±3%

3.3 方法三：LUT（查找表）校准（最精准）

适用于：S3/C3/C6 等最新芯片

Espressif 工厂不仅测试了两个点，而是：

按不同区段测了很多校准点，写入一张查找表 LUT

例如（模拟示例）：

原始 ADC	实际电压
0	0mV
300	120mV
800	450mV
1500	900mV
2600	1400mV
3500	1800mV

这样你在采样时只需要：

根据 raw index 查表 → 修正电压

优点：几乎全程准确
精度：±1% 或更低
缺点：略耗 flash & RAM

Line Fitting 校准源码（你贴的那段）到底做了什么？

下面用一句话总结复杂源码：

📌 它实际上做了三件事：

(1) 检查 eFuse 里是否有 Two-Point 或 Vref

源码中你能看到类似：

adc_cali_check_efuse()

如果 eFuse 没写 → 不允许使用该校准方式。

(2) 读取 eFuse 中的校准点

你会看到：

esp_efuse_line_fitting_get_two_point_value(...)

它返回两个点的：

• 电压（工厂测量值）
• raw（工厂测量得到的 ADC 原始值）

(3) 计算直线公式 slope & offset

核心公式在源码中：

slope = (V2 - V1) / (raw2 - raw1)
offset = V1 - slope * raw1

最终得到一个函数：

voltage = slope * adc_raw + offset

性能对比：三种校准方式到底差多少？

非常关键的表格：

校准方式	实际原理	优点	缺点	精度
Vref 校准	修正参考电压	最快	无法修线性	★★☆☆☆
Two-Point（线性拟合）	用两个点拟合直线	简单有效	非线性区误差大	★★★☆☆
LUT 查表	全区段查表修正	最准	稍占内存	★★★★★

实战：项目中应该用哪种校准方式？

ESP32（经典）

只能用 Vref
→ 不适合高精度应用
→ 适合人脸识别、电机控制、IoT 等一般应用

ESP32-S2/S3

支持 Two-Point 和 LUT
推荐：

• 若你做 传感器采集（温度、电压、电流） → 用 LUT
• 若你做 手势识别摄像头、AI 传感器 → Two-Point 已够用
• 若你做 电源、电池监测 → 必须 LUT

ESP32-C3/C6

默认有 LUT
→ 全程准确
→ 适合 AIoT 产品量产

图示：三种校准方式的直觉差异

（以下为示意图，可直接放到 CSDN）

未校准 vs Vref vs 两点 vs LUT 对比曲线

电压(mV)
│          LUT校准（几乎贴合真实）
│        ··························· Real
│       /
│      /  Two-Point（直线拟合）
│     /
│____/__________________ 原始ADC曲线偏离严重
    raw →

##总结

如果你之前遇到过：

• ADC 每块板子读数不同
• ADC 线性不好
• 低压段偏高，高压段偏低
• 同样代码换板子后偏差 100mV

那么你现在知道——
这些不是你的锅，是 ADC 校准方式的差异。

掌握 Vref / Two-Point / LUT 三种校准方式，就能让你的项目从“能用”升到“专业可控”。