《信号检测与处理》PPT课件

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1、五、AD转换器与单片机接口技术概述在单片机的实时测控和智能化仪表等应用系统中，常需将检测到的连续变化的模拟量如温度、压力、流量、速度等转换成离散的数字量，才能输入到单片微机中进行处理。然后再将处理结果的数字量经D/A’变换器转换成模拟量输出，实现对被控对象—过程或仪器、仪表、机电设备、装置的控制。若输入的是非电的模拟信号，还需经过传感器转换成电信号。实现模拟量变换成数字量的设备称为模数转换器(ADC)，简称A/D。1、A/D基本原理和分类目前应用较广泛的主要有三种类型，逐次逼近式A/D，双积分式A/D和V/F变换式A/D。1）逐次逼近式A/D

2、转换器原理将被测电压和由D/A转换生成的电压进行比较，但这里D/A转换生成的电压不是线性增长去接近被测电压，而是用对分搜索的方法来逐次逼近被测电压。电路内部由4个部分组成：逐次逼近寄存器SAR、D/A转换器、电压比较器和控制逻辑电路2）双积分式A/D转换器其原理如下:电路先对未知的输入模拟电压U，进行.固定时n的积分，然后转为对标准电压进行反向积分，直至积分输出返回起始值，则对标准电压积分的时间T正比于模拟输入电压u，输入电压大，则反向积分时间长。用高频率标准时钟脉冲来测量时间T，即可以得到相应模拟电压的数字量。2、A/D转换器的主要技术指标

3、1）分辨率（resolution）对于ADC来说，分辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。转换器的分辨率定义为满刻度电压与2n之比值，其中n为ADC的位数，例如:具有12位分辨率的ADC能够分辨出满刻度的1/212之或满刻度的0.0245%。一个10V满刻度的12位ADC能够分辨输入电压变化的最小值为2.4mv2）量化误差量化误差是由ADC的有限分辨率而引起的误差。3）转换时间A/D转换完成一次所需要的时间。4）绝对精度A/D转换器输出端所产生的数字代码中，分别对应于实际需要的模拟输入值与理论上要求的模拟输入值之差。5）

4、相对误差：是满刻度校准以后，任意数字输出所对应的实际模拟输入值（中间值）与理论值（中间值）之差。6）ADC的转换速率就是能够重复进行数据转换的速度，即每秒转换的次数。而完成一次A/D转换所需的时间(包括稳定时间)，则是转换速率的倒数。3、A/D转换器的选取原则：A/D转换器用于什么系统？输出数据的位数是多少？系统应该达到多高的精度和线性度？提供给A/D转换器的输入信号范围多大？是单极性的还是双极性的？信号的驱动能力怎样？是否要经过缓冲滤波和采样/保持？对A/D转换器输出的数字代码及逻辑电平的要求如何？是二进制码还是BCD码，是串行还是并行？系

5、统是在静态下工作还是在动态下工作？带宽多少？采样速率为多少？参考电压是内部的还是外部的？是固定的还是变化的？A/D转换器的工作环境如何？噪声、温度、振动等条件如何？电源电压、功耗、几何尺寸等其它因素。4、ADC0809原理框图和引脚说明分辨率为8位，精度为8位。转换时间：100微秒8个模拟输入通道，有通道地址锁存。数据有三态输出能力。输入电压范围为0~+5v零偏差和满量程误差均小于1/2LSB，不需要校准单一+5v电源供电工作温度范围为-40~+85℃功耗为15mwADC0809的原理框图和引脚说明D0～D7：8位数字量输出引脚。IN0～IN

6、7：8路模拟量输入引脚。Vcc：+5V工作电源。GND：地。VREF(+)：参考电压正端。VREF(-)：参考电压负端。START：A/D转换启动信号输入端。ALE：地址锁存允许信号输入端。EOC：转换结束输出引脚。OE：输出允许控制端。CLK：转换时钟信号。500kHz左右。ADDA、ADDB、ADDC：地址输入线。VCC11VREF(+)12D114GND13IN31EOC7IN42START6IN64IN75IN53CLK10OE9D3828IN222ALE27IN123ADDC25ADDA24ADDB26IN019D520D621D7

7、18D417D015D216VREF(-)ADC0809ADC0809的通道选择：被选通的通道ADDCADDBADDA被选通的通道ADDCADDBADDAIN0000IN4100IN1001IN5101IN2010IN6110IN3011IN7111工作时序如图所示。转换由START为高电平来启动（START和CLOCK可不同步），START的上升沿将SAR复位，真正转换是从START的下降沿开始。在START的上升沿之后的2微妙加8个时钟周期，EOC状态输出信号将变低，以指示转换操作正在进行中。EOC保持低电平直至转换完成后再变为高电平。当

8、OUTPUTENABLE（允许数据输出）被置为高电平时，三态门打开，数据锁存器的内容输出到数据总线上。ADC0809与单片机接口通道地址：78H~7FH参考程序：s