嵌入式系统原理与接口技术上课讲义.ppt

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1、嵌入式系统原理与接口技术模/数转换概述模／数转换器就是把电模拟量转换成为数字量的电路现场信号1现场信号2现场信号n...传感器1传感器2传感器n放大放大放大低通滤波低通滤波低通滤波多路开关采样保持A/D微型机模拟控制D/A2模／数转换的方法和原理计数式A/D转换法双积分式A/D转换法逐次逼近式A/D转换法31.计数式A/D转换法Vi模拟输入电压V0：D/A转换器输出电压C是控制计数端C=1：计数器开始计数，C=0：停止计数D7～D0是数字量输出，数字输出量又同时驱动一个D/A转换器42.双积分式A/D转换法双积分式A/D转换的基本原理对输入模拟电压和参考电压进行两次积分，变

2、换成与输入电压均值成正比的时间间隔，利用时钟脉冲和计数器测出其时间间隔此类A/D转换器具有很强的抗工频干扰能力，转换精度高，但速度较慢主要用于数字式测试仪表，温度测量方面5双积分式A/D转换法原理图63.逐次逼近式A/D转换法由D/A转换器的从高位到低位逐位增加转换位数，产生不同的输出电压，把输入电压与输出电压进行比较而实现用一个逐次逼近寄存器存放转换出来的数字量转换结束时，将最终的数字量送到缓冲寄存器中7逐次逼近式A/D转换法原理图8A/D转换的重要指标1.分辨率(Resolution)：反映A/D转换器对输入微小变化响应的能力，通常用数字输出最低位(LSB)所对应的摸拟

3、输入的电平值表示2.精度(Accuracy):绝对精度(AbsoluteAccuracy)相对精度(RelativeAccuracy)93.转换时间(ConversionTime):指完成一次A/D转换所需的时间，即由发出启动转换命令信号到转换结束信号开始有效的时间间隔。转换时间的倒数称为转换速率4.量程:量程是指所能转换的摸拟输入电压范围，分单极性、双极性两种类型例如，单极性量程为0～+5V，0～+10V；双极性量程为-5～+5V，-10～+10V。10S3C440BX自带的十位A/D转换器ARMS3C440BX芯片自带一个８路10位A/D转换器，该转换器可以通过软件设置

4、为Sleep摸式，可以节电减少功率损失，最大转换率为100K，非线性度为正负１。8路摸拟采集通道,ADC的模拟输入11ADC的相关寄存器A/D转换控制寄存器(ADCCON)A/D转换预分频寄存器A/D转换数据寄存器121.A/D转换控制寄存器(ADCCON)地址为0x01D40000在小模式下，以字、半字、字符单位存取0x01D40002在大模式下，以半字单位存取0x01D40003在大模式下，以字符单位存取可读写，初始值为0x20132.A/D转换预分频寄存器地址为0x01D40004在小模式下，以字、半字、字符单位存取0x01D40006在大模式下，以半字单位存取0x0

5、1D40007在大模式下，以字符单位存取可读写，初始值为0x00。ADCPSR位描述初始状态预分频值[7：0]预分频值（0-255），除数=2×（预分频值+1）A/D转换时，时钟频率=2×(预分频值＋1)×160x00143.A/D转换数据寄存器地址为0x01D40008在小模式下，以字、半字、字符单位存取0x01D4000A在大模式下，以半字单位存取0x01D4000B在大模式下，以字符单位存取可读写，初始值为0x0015数/模转换器数/模转换器的工作原理T型电阻解码网络数/模转换器的分类D/A转换器的主要指标16数/模转换器的工作原理主要功能是将数字量转换为模拟量数字量

6、是由若干数位构成的，每个数位都有一定的权把一个数字量变为模拟量，就是把每一位上的代码按照权转换为对应的模拟量把各位所对应的模拟量相加，所得到各位模拟量的和便是数字量所对应的模拟量17例如：将10001010转换为模拟量10001010272321++一个数字量转换为模拟电压，实际上需要两个环节先由D/A转换器把数字量转换为模拟电流由运算放大器将模拟电流转换为模拟电压18T型电阻解码网络19数/模转换器的分类电压输出型（如TLC5620）电流输出型(如THS5661A)乘算型（如AD7533）虽有直接从电阻阵列输出电压的，但一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。直接输出电压的器

7、件仅用于高阻抗负载，由于无输出放大器部分的延迟，故常作为高速D/A转换器使用很少直接利用电流输出，大多外接电流—电压转换电路得到电压输出。当外接运算放大器进行电流电压转换时，则电路构成基本上与内置放大器的电压输出型相同，这时由于在D/A转换器的电流建立时间上加入了达算放入器的延迟，使响应变慢在基准电压输入上加交流信号的，能得到数字输入和基准电压输入相乘的结果而输出，称为乘算型D/A转换器。乘算型D/A转换器一般不仅可以进行乘法运算，而且可以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对输入信号进行调制的调制器使用20D/A