资料介绍
随着大规模集成电路的不断发展,很多单片机都有内置A/D模块,因此,单片机的A/D转换可以用内置A/D模块也可以用外置A/D电路完成,现谈谈单片机A/D转换的工作原理及优缺点,并分析提高A/D转换精度的方法。
1、 A/D转换的工作原理及优缺点
(1)单片机片内A/D转换单片机片内A/D转换是利用单片机的内置A/D模块,通过选择不同的模拟量通道进行A/D转换。可以将模拟量直接输入到单片机对应的输入脚,外围电路简单。转换后的数据直接保存在片内寄存器中,数据提取方便。但大多数单片机的内置A/D模块只有8位和10位,无法进行高精度的A/D转换,原理如图1所示。
(2)单片机片外A/D转换单片机外置A/D转换是单片机通过一定的逻辑电路控制外置A/D转换电路进行A/D转换,外围电路相对复杂。单片机将转换结果通过一定的时序读取到单片机中,按要求通过选择A/D转换电路,可以实现高精度的A/D转换(可以达到14位、16位、22位甚至更高),原理如图2所示。
2、 A/D转换模块提高转换精度的方法
提高A/D转换精度的方法要提高A/D转换的精度,选用高精度的外部A/D转换器当然可以达到要求,除此之外,有没有其他方法呢?答案是肯定的。以下介绍几种利用片内A/D转换模块提高转换精度的方法。
(1)以采集电压为例,假设需要采集0.0~400.0 V直流电压,单片机A/D模块的基准电压VREF+取5.0 V,VREF-取0 V,需要采集的电压经过衰减,变成0.0~5.0 V,连接电路如图3所示。显然,如果要达0.1 V的精度,则A/D转换的分辨率必须小于1/4000,而片内A/D模块一般为10位,分辨率仅为1/1 024,达不到要求。由于模拟量(O~400V电压)输入大多不是稳定值,会有波动,为了得到更高精度的数据,可以将多次采集的数据累加后再取平均值(其实即使分辨率达到要求的A/D转换也要经过累加再取平均值,以得到更稳定的数据)。如果每间隔一定时间采集的10位数据为Di,取64个这样的数据累加后再除以16,就可以得到12位的数据D,即
这时D的分辨率是1/212=1/4 096。这样,就得到了更高精度的数据。
但是,如果模拟量(0~400V电压)输入值非常稳定,每间隔一定时间采集的10位数据Di都相同,以上方法就达不到要求了。
(2)如果在A/D转换过程中要得到局部更高精度的数据,例如检测蓄电池充放电过程中的电压,电压范围是0~18 V,一般精度达到0.02 V即可,但用户更关心8~13 V的电压,8~13 V内精度要达到0.01 V。为了解决这个问题,设计了原理如图4所示的电路。
单片机有内置10位A/D模块,Ui(0~20 V)电压经过R1、R2、P1衰减得到0~5 V的电压,该电压直接送到单片机的AN1输入口,即VAN1=Ui/4。U2A接成减法运算电路,即U2A 1端电压VU2A1=VAN1-2 V=Ui/4-2 V=(Ui-8 V)/4。U2B接成4倍放大电路,U2B 7端的电压VU2B7=VU2A×4=Ui-8 V。AN2输入并联一只5 V稳压二极管,以保证当输入电压大于8 V时,单片机AN2可以得到O~5 V电压。
单片机先采集AN1的数据,通过采集的数据判断输入电压是否在8~13 V之间,如果不在8~13 V,则采集到的数据就是模拟量(U)对应的数字量(D:000H~3FFH),精度为20 V/2010=20 V/1 024≈0.02 V,电压数据U=D×0.02 V;如果采集的数据在8~13 V之间,单片机再采集AN2的数据,采集到的数据加上8 V就是模拟量(U)对应的数字量(D:000H~3FFH),精度为(13-8)V/210=5 V/1 024≈0.005 V,电压数据U=8 V+D×0.005 V。这样,在8~13 V之间的A/D转换精度就大大提高了。
结语
随着工业自动控制的不断发展,单片机在工业自动控制的应用也越来越广。本文介绍的提高A/D转换精度的工作原理在实际应用中具有一定的使用价值,特别是通过简单的模拟运算电路,可以局部提高A/D转换精度。利用这个原理,如果将模拟量分段放大,也可以全范围提高A/D转换精度。这种方法在A/D转换领域有较好的应用前景。
(mbbeetchina)
下载该资料的人也在下载
下载该资料的人还在阅读
更多 >
- dBm与W转换快速口算方法!资料下载 2次下载
- OLED的优缺点资料下载 120次下载
- IGBT的工作原理及检测方法资料下载 27次下载
- 51、MSP430、TMS、STM32、PIC、AVR、STC单片机之间的优缺点资料下载 21次下载
- 单片机应用测试内容及实现方法资料下载 1次下载
- 51单片机的硬件与工作原理的详细资料说明 528次下载
- 使用单片机实现ADC0809转换实验的程序和资料免费下载 30次下载
- 单片机串行数据转换为并行数据的C语言程序和仿真资料免费下载 9次下载
- 51单片机应用PCF8591进行AD转换的详细资料和程序免费下载 48次下载
- 如何使用51单片机进行AD转换的程序资料免费下载 17次下载
- 单片机进行AD转换的C语言程序资料免费下载 17次下载
- 单片机低成本高精度A/D与D/A转换设计解析 3次下载
- A/D转换过程与基于单片机的低成本高精度A_D与D_A转换设计 4次下载
- 基于单片机的高精度AD转换器 495次下载
- 一种高精度、低成本、多量程的A/D转换技术 15次下载
- 三种DC/DC降压转换器拓扑的优缺点 4365次阅读
- 罩极电机工作原理_罩极电机优缺点 4.2w次阅读
- 如何使用单片机实现低成本的高精度AD转换和DA转换 7366次阅读
- stc单片机ad转换程序 9456次阅读
- 51单片机与DA转换器的应用 7854次阅读
- 米波雷达有什么优缺点吗_米波雷达的优缺点分析 1.5w次阅读
- 毫米波雷达的工作原理及优缺点介绍 9.1w次阅读
- 51单片机定时器工作原理 9.2w次阅读
- 霍尔传感器优缺点_霍尔传感器工作原理_霍尔传感器检测方法 3w次阅读
- 霍尔传感器的应用实例(工作原理_分类_检测方法_作用_优缺点) 4.5w次阅读
- 液压传动装置组成部分介绍(优缺点和工作原理及分类介绍) 1.2w次阅读
- 人脸识别考勤机的工作原理详解(安装注意事项和使用方法以及优缺点分析) 5.9w次阅读
- 单片机A/D转换工作原理及优缺点分析方案 6843次阅读
- Σ-Δ模/数转换器(ADC)的工作原理 1w次阅读
- 基于单片机的低成本高精度A/D与D/A转换设计 1180次阅读
下载排行
本周
- 1TC358743XBG评估板参考手册
- 1.36 MB | 330次下载 | 免费
- 2开关电源基础知识
- 5.73 MB | 6次下载 | 免费
- 3100W短波放大电路图
- 0.05 MB | 4次下载 | 3 积分
- 4嵌入式linux-聊天程序设计
- 0.60 MB | 3次下载 | 免费
- 5基于FPGA的光纤通信系统的设计与实现
- 0.61 MB | 2次下载 | 免费
- 6基于FPGA的C8051F单片机开发板设计
- 0.70 MB | 2次下载 | 免费
- 751单片机窗帘控制器仿真程序
- 1.93 MB | 2次下载 | 免费
- 8基于51单片机的RGB调色灯程序仿真
- 0.86 MB | 2次下载 | 免费
本月
- 1OrCAD10.5下载OrCAD10.5中文版软件
- 0.00 MB | 234315次下载 | 免费
- 2555集成电路应用800例(新编版)
- 0.00 MB | 33564次下载 | 免费
- 3接口电路图大全
- 未知 | 30323次下载 | 免费
- 4开关电源设计实例指南
- 未知 | 21548次下载 | 免费
- 5电气工程师手册免费下载(新编第二版pdf电子书)
- 0.00 MB | 15349次下载 | 免费
- 6数字电路基础pdf(下载)
- 未知 | 13750次下载 | 免费
- 7电子制作实例集锦 下载
- 未知 | 8113次下载 | 免费
- 8《LED驱动电路设计》 温德尔著
- 0.00 MB | 6653次下载 | 免费
总榜
- 1matlab软件下载入口
- 未知 | 935054次下载 | 免费
- 2protel99se软件下载(可英文版转中文版)
- 78.1 MB | 537796次下载 | 免费
- 3MATLAB 7.1 下载 (含软件介绍)
- 未知 | 420026次下载 | 免费
- 4OrCAD10.5下载OrCAD10.5中文版软件
- 0.00 MB | 234315次下载 | 免费
- 5Altium DXP2002下载入口
- 未知 | 233046次下载 | 免费
- 6电路仿真软件multisim 10.0免费下载
- 340992 | 191185次下载 | 免费
- 7十天学会AVR单片机与C语言视频教程 下载
- 158M | 183278次下载 | 免费
- 8proe5.0野火版下载(中文版免费下载)
- 未知 | 138040次下载 | 免费
评论
查看更多