单片机adc

随着数字技术，特别是信息技术的飞速发展与普及，在现代控制。通信及检测等领域，为了提高系统的性能指标，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际对象往往都是一些模拟量(如温度。压力。位移。图像等),要使计算机或数字仪表能识别。处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号；而经计算机分析。处理后输出的数字量也往往需要将其转换为相应模拟信号才能为执行机构所接受。这样，就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路-模数和数模转换器。 将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器(简称a/d 转换器或adc,analog to digital conv erter) 1、硬件说明： 图一中“RA0”和“RA1”为单片机的两个 I/O 脚，分别将其设置为输出与输入状态，在进行A/D 转换时，在程序中通过软件产生 PWM，由RA0脚送出预设占空比的PWM 波形。RA1脚用于检测比较器输出端的状态。 R1、C1构成滤波电路，对RA0脚送出的PWM 波形进行平滑滤波。RA0输出的PWM 波形经过 R1、C1滤波并延时后，在U1点产生稳定的电压值，其电压值 U1=VDD*D1/（D1+D2），若单片机的工作电压为稳定的+5V，则 U1=5V*D1/（D1+D2）。 图一中的LM324作为比较器使用，其输入负端的U1电压与输入正端的模拟量电压值进行比较，当 U1大于模拟量输入电压时，比较器的输出端为低电平，反之为高电平。 2、A/D 转换过程： 如果使RA0输出PWM 波形，其占空比由小到大逐渐变化，则 U1的电压会由小到大逐渐变化，当 U1电压超过被测电压时，比较器的输出端由高电平变为低电平，因此可以认为在该变化的瞬间被测的模拟量与U1的电压相等。 由于U1的电压值=VDD*D1/（D1+D2），当 VDD 固定时，其电压值取决于PWM波形的占空比，而PWM 的占空比由单片机软件内部用于控制PWM 输出的寄存器值决定，若软件中用1个8位寄存器A 来存放 RA0输出的PWM 的占空比值 D1，因此在RA1检测到由“1”变为“0”的瞬间，A 寄存器的值 D1即为被测电压的A/D 转换值，其A/D 转换结果为8位。如果用16位寄存器来作输出PWM 的占空比，则 A/D 转换值可达到16位。 3、A/D 转换误差分析及解决办法： A/D 转换的误差主要由以下几个方面决定，分别说明如下： （1）单片机的电源电压VDD：在该 A/D 转换中，VDD 电压是造成A/D 转换误差的主要原因，如果使VDD 电压精度做到较高，则 A/D 转换误差可以做到很小，在VDD 电压精度为0.5%情况下，实际的A/D 转...