单片机AD转换课件.ppt

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1、A/D转换器,1,概念,简称A/D转换器或ADC，是任何模拟信号实现数字化处理的第一步，也是最重要的一步，因此A/D转换器是数字化硬件电路中最关键的一个集成模块。传统的A/D转换器是并行的，由于输入/输出的引脚很多，因而这一类芯片的体积都较大，接口设计较复杂。近几年推出的串行A/D转换器，由于引脚大大减少，使得器件本身的体积亦明显减小。串行A/D的接口电路简单，功耗小，它的问世使得很多信号在现场获取成为现实，这样不仅降低了采集系统的成本，而且改善了信号获取的质量。,2,概述,分类分辨率：8位/9位/10位24位性能：通常有通用型、精密型、低功耗型、高速型等按供电分类：有单电源与双电源等按模拟输

2、入通道分类：有单通道与2/4/8等各种多通道按转换方式分类：大家较为熟悉的有逐次逼近比较式、双积分式、量化反馈式和并行式等。,3,概述,接口信号串行通信接口串行扩展接口基本引脚数据时钟控制（片选或其他形式的控制信号）,4,10位串行数模转换芯片AD7810,AD7810是美国模拟器件公司（Analog Devices）生产的一种低功耗10位高速串行A/D转换器。该产品有8脚DIP和SOIC两种封装形式，并带有内部时钟。外围接线极其简单，AD7810的转换时间为2s，采用标准SPI同步串行接口输出和单一电源（2.7V5.5V）供电。在自动低功耗模式下，该器件在转换率为1kSPS时的功耗仅为27W

3、，因此特点适合于便携式仪表及各种电池供电的应用场合使用。,5,10位串行数模转换芯片AD7810,引脚功能工作模式高速模式，低功耗模式,6,10位串行数模转换芯片AD7810,模式1：高速模式,7,10位串行数模转换芯片AD7810,自动低功耗模式,8,10位串行数模转换芯片AD7810,硬件接口电路,9,10位串行数模转换芯片AD7810,软件程序清单void main()P10=0;P12=0;delayMS(100)while(1)uchar temp=getAD();.,10,uchar getAD()uchar temp3;P12=1;P12=0;for(i=0;i10;i+)P10

4、=1;temp3=(temp31)|P11;P10=0;,设计实例,天然气机监控系统设计,11,D/A转换器,12,D/A转换器,数字/模拟转换器是一个重要的输出模块。串行D/A与并行D/A相比，除输入部分的解码和移位逻辑外，其他部分一般不会有很大的差别,13,D/A转换器,D/A是A/D的逆变换，因而有许多技术特性的定义与A/D类似。对于分辨率、输出满量程、转换精度等都类似。,14,D/A转换器,特殊参数：线性误差线性误差是指D/A模拟输出偏离理想转换特性的偏差。微分线形误差每改变一位时的精度单值性当输入D/A的数据量增加或减小时，它的模拟输出电压应随之发生相应的变化，即输入/输出之间应有一

5、对应的传递特性，一个输入数码对应的模拟输出电压值是唯一的，这就称为单值性。如果输入改变而使出不变，那么这种D/A转换器就是非单值的。建立时间当输入数据改变后，输出模拟量稳定到规定误差范围内所经历的全部时间即为建立时间。,15,8位满幅型MAX517/518/519,MAX517/518/519是兼容I2C总线标准的2线串行接口8位ADC芯片，输出缓冲放大器的模拟电压摆幅可达满幅（Rail-to-Rail）。它由单一5V电源供电，节电模式下仅需4A。这三种芯片的主要差别是：MAX517只有一个D/A输出通道OUT0，且具备参考电压输入端；MAX518/519有OUT0与OUT1两个D/A输出通道

6、，MAX518输出通道与输入端共用地，MAX519的两个通道具备各自的参考电压输入端。,16,8位满幅型MAX517/518/519,MAX518结构框图,17,8位满幅型MAX517/518/519,通信接口MAX517/518/519通过I2C标准的SCL和SDA两线与微处理器或者其他设备接口，这3种芯片都是只能接收的器件，仅能用作从设备，必须受总线主设备的控制，SCL时钟速率可达400kHz。通信过程中主设备先发送器件地址，然后再发送有关信息。每次发送由一个开始标志START、可编程从设备地址、一个或数个命令字节或者输出数据字节、一个结束标志STOP组成。而且严格约定，未通信时SDA和S

7、CL两者均为高电平，除开始标志和结束,18,8位满幅型MAX517/518/519,操作时序,19,8位满幅型MAX517/518/519,数据传输开始/结束条件,20,8位满幅型MAX517/518/519,地址格式,21,8位满幅型MAX517/518/519,命令格式,22,8位满幅型MAX517/518/519,设定一路DAC转换,23,8位满幅型MAX517/518/519,设定两路DAC转换,24,8位满幅型MAX517/518/519,进入掉电模式,25,8位满幅型MAX517/518/519,恢复正常状态,26,8位满幅型MAX517/518/519,器件复位,27,8位满幅型MAX517/518/519,硬件接口,28,8位满幅型MAX517/518/519,应用实例伺服控制系统Kp*Error+Ki*Error 输出：速度控制，控制伺服驱动器速度输入：位置信号（光栅尺、相对编码器、绝对编码器）,29,硬件原理框图,30,