第9章模数转换ADC.docx
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第9章模/数转换(ADC)
第一节概述
第二节模/数转换器
第三节采样保持器和多路模拟开关
本章教学目标：
本章教学目标：
1、了解ADC的基本概念
2、MSP430ADC12的原理与基本应用
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第一节概述
●
●计算机测量控制系统
传感器放大器
执行部件
滤波器
放大器
A/D
D/A
计算机
控制对象
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●数据采集系统与本课程相关部分
n
n
模拟量模拟量1
模拟量
1n
1
n
传感器传感器
传感器
一n
一
nn
滤波器1滤波器
滤波器1
放大器1放大器
放大器1
多路开关
采样保持
A/D
计算机
音频、视频信号
数字通信
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第二节模/数转换器
一、A/D转换器的基本原理
二、MSP430ADC12介绍
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一、A/D转换器的基本原理
模拟输入量数字输出量
模拟输入量
A/D转换器
数字输出量
量化011
量化
010
001
000
011
010
001
1v
1v2v3v4v5v6v7y模拟输入量
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A/D转换器分类
工作原理
特点
计数式
结构简单、
转换速度慢、精度低，实际少用
双积分式
精度高、转换速度慢、抗干扰性能好
逐次逼近式
转换速度较快、精度较高
实际常用、抗干扰性能不如积分式
高速并行式
转换速度快，价格高，精度低
Z-△式
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A/D转换器的主要技术指标
1.分辨率：指A/D转换器所能分辨的最小模拟输入量，通常用A/D的位数表示。如：8位A/D的分辨率为8位，10位A/D的分辨率为10位
2.转换精度：指实际输入的模拟值与理论输入的模拟值(根据A/D输出推算)之间的偏差。常用数字量最低有效位LSB的几分之几表示。
1LSB-2LSB
3.转换时间和转换速度：转换时间指完成一次A/D转换所需的时间，从启动信号开始到转换结束，得到稳定数字量的
时间。转换速度是转换时间的倒数。
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逐次逼近式A/D转换器原理图
模拟输入Vin
VDA
比较器
十
SAR
控制
电路
启动信号
START
CLK时钟
EOC
转换结束信号
D/A
转换器
输出缓冲器OE输出使能信号
VREF
DB
数字输出NADC
0110010110110D7XD6XD5XD4XD3XD2XD1XD0X10101010000000010000
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
D7X
D6X
D5X
D4X
D3X
D2X
D1X
D0X
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
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A/D转换器的典型信号、电源、地
ADC时钟
ADC时钟
A/D转换启动信号
A/D转换器
A/D
转换器
数字量输出
模拟量输入信号
输出使能信号一
A/D转换完成信号
数字地模拟地
数字地
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A/D转换的启动
电平启动
启动信号
脉冲沿启动
(
高电平启动
低电平启动
上升沿启动
下降沿启动
软件启动
启动方法
硬件启动
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CPU对ADC转换结果的读取方式
□程序延时方式
□程序查询方式中断方式
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二、MSP430ADC12介绍
ADC12模块是一个转换速度高达200ksps、采样时间可编程的12-bit逐次逼近型模数转换器。由12-bit的SAR核、采样保持电路、模拟开关、参考电压产生与选择电路、ADC时钟选择电路、采样与转换控制电路、16个转换结果存储缓冲器及其对应的16个存储控制寄存器、中断系统、片上集成温度传感器等组成。ADC12可以在没有CPU的参与下，独立实现多达16次的采样、转换和存储操作。ADC12模块可以独
立断电，以便于低功耗设计。
MSP430X13X,MSP430X14X,MSP43015X和MSP430X16X等
芯片中均有ADC12模块。
EmuationModule
Emuation
Module
ADC12模块
MSP430x14x
XINXOUTDVccDVsS