电位器输入单片机是否需要电容，通常建议加上电容，尤其是在使用ADC（模数转换器）功能时。虽然不是绝对强制要求，但在绝大多数情况下，加上电容能显著提高稳定性、减少噪声和干扰，获得更准确的读数。

以下是详细解释：

1. 目的：滤波和稳定电压

   • 电位器作为一个模拟电压源（分压器），其输出信号容易受到各种噪声干扰：
     • 电源噪声： 为电位器供电的电源（尤其是开关电源）本身可能带有纹波。
     • 数字噪声： 来自单片机自身或其他数字电路（如GPIO切换、时钟信号）通过电源或地线耦合过来的高频干扰。
     • 环境电磁干扰： 空间中的电磁波可能被较长的连接线拾取。
     • 接触噪声： 电位器滑动触点接触不良或移动时可能产生的瞬时毛刺（电容对此帮助有限）。
   • 当单片机内部的ADC对电位器的输出电压进行采样时，需要一个稳定的输入电压。采样瞬间电压的波动会直接导致转换结果的误差。
   • 电容的作用就是“滤除”这些高频噪声，并在ADC采样瞬间提供一个稳定的电压源。 它就像一个小的水库（电荷库），当输入电压有微小的、快速的波动时，电容可以快速充放电来吸收或补充电荷，从而维持其两端电压的相对稳定。

2. 电容值选择（推荐）：

   • 0.1uF (100nF) 陶瓷电容： 这是最常见和最推荐的选择。陶瓷电容具有很低的等效串联电阻和电感，对滤除高频噪声（MHz范围）非常有效。价格低廉，体积小。
   • 可选：10uF 电解电容或钽电容： 如果电路中存在较明显的低频噪声（比如电源低频纹波），可以在0.1uF陶瓷电容的基础上，再并联一个10uF的电解电容或钽电容。这个电容主要用于滤除较低频率的干扰。对于大多数应用，仅一个0.1uF陶瓷电容就足够了。

3. 连接方式：

   • 将电容连接在单片机的ADC输入引脚和地之间。
   • 尽量靠近单片机的ADC引脚放置。 缩短电容到引脚的走线长度能最大限度地发挥其滤波效果。

4. 为什么“需要”电容（总结优点）：

   • 提高ADC读数稳定性： 显著减少ADC转换结果的随机跳动，读数更平滑、更精确。
   • 抑制噪声干扰： 有效滤除来自电源、数字电路和环境的噪声。
   • 提升系统鲁棒性： 使系统在稍差的电气环境中也能正常工作。
   • 成本低、实现简单： 添加一个电容几乎不增加成本，电路改动极小。

5. 什么时候可能“不需要”？

   • 在极其简单、干扰极小的实验环境或玩具应用中。
   • 如果电位器离单片机ADC引脚非常近，连线极短，并且整个系统有非常干净、稳定的电源和接地。
   • 如果不追求高精度或稳定性，对ADC读数的轻微跳动不敏感。
   • 即使在这些情况下，加上电容通常也是有益无害的。

结论：

强烈建议在将电位器输出连接到单片机ADC输入引脚时，在ADC引脚和地之间添加一个0.1uF (100nF) 的陶瓷电容。这是一个简单、廉价且极其有效的措施，可以显著提升模拟信号的质量和ADC读数的准确性与稳定性。忽略这个电容可能会导致ADC读数波动大、不准确，尤其是在有一定电气噪声的环境中。