AD轉(zhuǎn)換模塊簡介

1、A/D轉(zhuǎn)換模塊1、A/D轉(zhuǎn)換原理A/D轉(zhuǎn)換的過程是模擬信號依次通過取樣、保持和量化、編碼幾個過程后轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。a)取樣與保持一般取樣與保持過程是同時完成的，取樣-保持電路的原理圖如圖16所示，由輸入放大器A1、輸出放大器A2、保持電容CH和電子開關(guān)S組成，要求 AV1 * AV2 = 1。原理是：當(dāng)開關(guān)S閉合時，電路處于取樣階段，電容器充電，由于 AV1 * AV2 = 1，所以輸出等于輸入；當(dāng)開關(guān)S斷開時，由于A2輸入阻抗較大而且開關(guān)理想，可認(rèn)為CH沒有放電回路，輸出電壓保持不變。圖16 取樣-保持電路取樣-保持以均勻間隔對模擬信號進(jìn)行抽樣，并且在每個抽樣運(yùn)算后在足夠的時間內(nèi)保持抽樣值恒

2、定，以保證輸出值可以被 A/D 轉(zhuǎn)換器精確轉(zhuǎn)換。b)量化與編碼量化的方法，一般有舍尾取整法和四舍五入法，過程是先取頂量化單位，量化單位取值越小，量化誤差的絕對值就越小，具體過程在這里就不做介紹了。將量化后的結(jié)果用二進(jìn)制碼表示叫做編碼。 2、A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)a)分辨率分辨率說明A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號的分辨能力，理論上，n位A/D轉(zhuǎn)換器能區(qū)分的輸入電壓的最小值為滿量程的1/2n 。也就是說，在參考電壓一定時，輸出位數(shù)越多，量化單位就越小，分辨率就越高。S12的ATD模塊中，若輸出設(shè)置為8位的話，那么轉(zhuǎn)換器能區(qū)分的輸入信號最小電壓為19.53mV。b)轉(zhuǎn)換時間A/D轉(zhuǎn)換器按其工作原理

3、可以分為并聯(lián)比較型（轉(zhuǎn)換速度快ns級）、逐次逼近型（轉(zhuǎn)換速度適中us級）、雙積分型（速度慢抗干擾能力強(qiáng)）。不同類型的轉(zhuǎn)化的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時間不盡相同，S12的ATD模塊中，8位數(shù)字量轉(zhuǎn)換時間僅有6us，10位數(shù)字量轉(zhuǎn)換時間僅有7us。S12內(nèi)置了2組10位/8位的A/D模塊：ATD0和ATD1，共有16個模擬量輸入通道，屬于逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器（這個轉(zhuǎn)換過程與用天平稱物的原理相似）。1、功能結(jié)構(gòu)圖圖17 A/D 模塊功能結(jié)構(gòu)圖 圖17所示的是 A/D 模塊的功能結(jié)構(gòu)，這個功能模塊被虛線劃分成為圖示所示的虛線所隔離的三個部分：IP 總線接口、轉(zhuǎn)換模式控制/寄存器列表，自定義模擬量。IP 總線

4、接口負(fù)責(zé)該模塊與總線的連接，實(shí)現(xiàn) A/D 模塊和通用 I/O 的目的， 還起到分頻的作用；轉(zhuǎn)換模式控制寄存器列表中有控制該模塊的所有的寄存器，執(zhí)行左右對齊運(yùn) 行和連續(xù)掃描。自定義模擬量負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。包括了執(zhí)行一次簡單轉(zhuǎn)換所 需的模擬量和數(shù)字量。 2、 HCS12 中A/D轉(zhuǎn)化模塊特點(diǎn)8/10 位精度；7 us, 10-位單次轉(zhuǎn)換時間.；采樣緩沖放大器；可編程采樣時間； 左/右對齊, 有符號/無符號結(jié)果數(shù)據(jù)；外部觸發(fā)控制；轉(zhuǎn)換完成中斷；模擬輸入 8 通道復(fù)用；模擬/數(shù)字輸入引腳復(fù)用；1 到 8 轉(zhuǎn)換序列長度；連續(xù)轉(zhuǎn)換模式；多通 道掃描方式。ATD 模塊有模擬量前端、模擬量轉(zhuǎn)換、控制部分及結(jié)果存儲等四部