模拟信号转换为数字信号,一般分为四个步骤进行,即取样、保持、量化和编码。
前两个步骤在取样-保持电路中完成,后两步骤则在ADC中完成。
常用的ADC有积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ -Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。
下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点:
1 积分型(如TLC7135) 。
积分型ADC工作原理是将输入电压转换成时间或频率,然后由定时器/计数器获得数字值。
其优点是用简单电路就能获得高分辨率,但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。
初期的单片ADC大多采用积分型,现在逐次比较型已逐步成为主流。
双积分是一种常用的AD 转换技术,具有精度高,抗干扰能力强等优点。
但高精度的双积分AD芯片,价格较贵,增加了单片机系统的成本。
2 逐次逼近型(如TLC0831) 。
逐次逼近型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。
其电路规模属于中等。
其优点是速度较高、功耗低,在低分辨率( <12位)时价格便宜,但高精度( >12位)时价格很高。
3 并行比较型/串并行比较型(如TLC5510) 。
并行比较型AD采用多个比较器,仅作一次比较而实行转换,又称FLash型。
由于转换速率极高, n位的转换需要2n - 1个比较器,因此电路规模也极大,价格也高,只适用于AD 转换器等速度特别高的领域。
串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间,最典型的是由2个n /2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成,用两次比较实行转换,所以称为Halfflash型。
typedef unsigned char BYTEtypedef unsigned int WORD
#include "reg51.h"
#include "intrins.h"
/*Declare SFR associated with the ADC */
sfr ADC_CONTR = 0xBC
sfr ADC_RES = 0xBD
sfr ADC_LOW2= 0xBE
sfr P1ASF = 0x9D
sfr P2M0 = 0x96
sfr P2M1 = 0x95
/*Define ADC operation const for ADC_CONTR*/
#define ADC_POWER 0x80
#define ADC_FLAG0x10
#define ADC_START 0x08
#define ADC_SPEEDLL 0x00
#define ADC_SPEEDL 0x20
#define ADC_SPEEDH 0x40
#define ADC_SPEEDHH 0x60
//延时
void Delay(WORD n)
{
WORD x
while (n--)
{
x = 5000
while (x--)
}
}
//初始AD寄存器
void InitADC()
{
P1ASF = 0xff
ADC_RES = 0
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL
Delay(2)
}
//AD转换
BYTE GetADCResult(BYTE ch)
{
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL | ch | ADC_START
_nop_()
_nop_()
_nop_()
_nop_()
while (!(ADC_CONTR &ADC_FLAG))
ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG
return ADC_RES
}
void main()
{ BYTE temp
P2M1=0 P2M0=0x03 //P2.0和P2.1强推挽
InitADC()
while (1)
{
temp=GetADCResult(0)//转换P1.0
if(temp>1)
P2|=0x03//P1.0有电压 P2.0和P2.1输出高
else
P2&=0xFC//P1.0无电压 P2.0和P2.1输出低
}
}
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