单片机应用技术第七章.pdf

第7章 模数转换器ADC12_A 1、内容 2、要求 ① ADC概述 ① 了解ADC 的用途。 ② ADC 的主要技术指标 ② 了解ADC与ADC12_A 的主要技术 ③ ADC12_A 的功能 指标。 ④ ADC12_A 的操作 ③ 掌握ADC12_A单通道单次转换的 ⑤ ADC12_A寄存器 配置方法。 ⑥ 习题 1 ADC概述 在单片机测控系统中，常要对一些过程参数进行测量和控制，这些参数往往 是随时间连续变化的模拟量，如温度、湿度、亮度、压力等。 模拟量不能直接送给单片机，必须通过A/D转换转为数字量由单片机进行处 理和存储。A/D 转换器用于实现模拟量向数字量的转换，常写为 ADC(Analog-to-Digital Converter)。 单片机处理后的结果是数字量，而绝大多数控制执行部件所需的是模拟量， 因此，又需要通过D/A转换把数字量转为模拟量。 模拟信号 (非电信号) 传感器 电信号 开关量输出 A/D MCU 模拟信号 D/A 模拟量输出 (电信号) 测控对象 2 ADC的主要技术指标 ①分辨率：ADC可分辨的最小模拟量（使输出数字量变化一个相邻数码对应输入模拟电压 的变化量），表征ADC对模拟输入的分辨能力，通常也用二进制位来表示。如12位ADC 的 分辨率就是12位，或者说分辨率为满刻度的1/212 。一个10V满刻度的12位ADC能分辨输入 电压变化最小值是10V ×1/212≈2.4mV 。 ②量化：ADC把模拟量变为数字量，用数字量近似表示模拟量，这个过程称为量化。 n ③量化间隔（台阶）＝满量程输入电压/(2 -1) ，其中n为ADC 的位数。 ④量化误差：是ADC 的有限位数对模拟量进行量化而引起的误差。实际上，要准确表示模 拟量，ADC 的位数需很大甚至无穷大。一个分辨率有限的ADC 的阶梯状转换特性曲线与具 有无限分辨率的ADC转换特性曲线（直线）之间的最大偏差即是量化误差。量化误差有两 种表示方法: 绝对误差=量化间隔/2 n 相对误差=1/(2 +1) ⑤转换时间：ADC完成一次A/D转换所需的时间（包括稳定时间）。 ⑥转换速率：ADC每秒内所能完成的转换次数，与转换时间互为倒数。ADC12模块的转换 速率为200KSPS （kilo Samples per Second ，即采样千次每秒）。 例：满量程电压为3.3V，采用12位A/D转换器时的 分辨率、量化间隔、绝对量化误差、相对量化误 差分别是多少。 分辨率=12位 量化间隔=3.3/(212-1)≈0.8mV 绝对量化误差=量化间隔/2 ≈ 0.4mV 相对量化误差=1/(212+1) ≈ 0.000244=0.0244% 3 ADC12_A的功能 The ADC12_A module is a high-performance 12-bit ADC. The module implements a 12-bit SAR (Successive Approximation Register) core, sample select control, reference generator, and a 16- word conversion-and-control buffer. The conversion-and-control buffer allo