【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)器和比較器組成。 8位 計數(shù)器 D 7 D 0 8位 D/A 轉(zhuǎn)換器 A + CLK EOC S 開始轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換結(jié)束 C 比較器 V i V 0 CLR 模擬輸入電壓 D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓 數(shù)字量輸出 D0~D7 計數(shù)時鐘 S=0，使 8位計數(shù)器清“ 0”， S=1，使計數(shù)器準(zhǔn)備計數(shù)。 27 ?啟動信號 S： S端 ：使 8位計數(shù)器清“ 0”， S端 ： 計數(shù)器準(zhǔn)備計數(shù)。 ? 8位 D/A轉(zhuǎn)換器：數(shù)字量 00H 0V電壓輸出 Vo。 當(dāng) ViVo時， C=1, 計數(shù)器從 0開始計數(shù)， 只要 ViVo ， C=1，計數(shù)器不斷計數(shù)， 當(dāng) Vo≥Vi時 , C=0，計數(shù)器停止計數(shù)。 ? D7D0為 Vi所對應(yīng)的數(shù)字量。實現(xiàn)了 A/D轉(zhuǎn)換。 C的 表示 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束， 可以作為中斷請求信號或作為查詢用。 28 ...A/D轉(zhuǎn)換時間ViV0t0S啟動EOC結(jié)束計數(shù)式 A/D轉(zhuǎn)換 時間圖 29 ?雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換 ? 積分法 A/D轉(zhuǎn)換種類： 雙斜率、單斜率、多斜率三種。 僅介紹雙斜率法（又稱為雙積分法）。 ? 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器組成： 積分器 A1； 零電壓比較器 A2； 計數(shù)器； 控制邏輯； 標(biāo)準(zhǔn)電壓等。 30 A 1 + V X V N S 1 A 2 + S 2 C V 01 控制邏輯 控制邏輯 ...... ...... A/D啟動 A/D結(jié)束 清 0 溢 出 進(jìn) 位 比較器 T 1T 2A/D啟動A/D結(jié)束V01t0t1t2t3V01m模擬輸入 標(biāo)準(zhǔn)電壓 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換 31 ?A/D轉(zhuǎn)換通過采樣和測量進(jìn)行二次積分來完成的。 ?工作過程如下：采樣和測量 ?計數(shù)器清“ 0”， 啟動脈沖將開關(guān) S2 瞬時接通，積分器 A1輸出 Vo1=0V， ?采樣： 開關(guān) S1 接通模擬輸入 VX， S2 斷開，積分器（ V x為負(fù) ) 進(jìn)行 正向 積分，采樣開始 , 積分器 Vo1稍高于地幾個毫伏，比較器 A2輸出 1，計數(shù)器開始計數(shù)， 計數(shù)器產(chǎn)生溢出，計數(shù)器各位清“ 0”，采樣結(jié)束。 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換 ?測量： ?將 S1 倒向標(biāo)準(zhǔn)電壓 VN，測量開始 ， ? VN為正電壓，進(jìn)行反向積分。 ? Vo1高于地電位，比較器輸出為 1，計數(shù)器又開始計數(shù)，直到 Vo1=0為止， 輸出 A/D結(jié)束信號。 32 ? 采樣階段的正向積分。 設(shè)正向積分時間為 T1，則積分輸出 : V01= = = t=t2 時， v01m= T1 RC1? 21 )(tt dtVx111TRCT? 21 )(tt dtVxVx ? ?21 )(1 T dtVxTRC1Vx33 ?分析測量階段反向積分 : 設(shè)反向積分時間為 T2，則 : v01=v01m+[ Ndt] ? t=t3 時， v01=0 0= v01m Ndt 即 = NT2, T2=T1 /vN ?若計數(shù)時鐘頻率為 f，則根據(jù)計數(shù) N可以求得計數(shù)時間 T。 T 1=N 1 /f , T 2=N 2 /f . N1， VN 已知， N2 =N1 N ? N2∝ , N2就為 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。 ? 321 tt VRC ? 321 tt VRCVxRCT1VVxVVxVx34 ?逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換 ? 逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換是用得最多的一種方法。 ? 組成： 8位 D/A轉(zhuǎn)換器、比較器、控制邏輯，逐次逼近寄存器 . ? 工作過程： 從最高位開始通過試探值逐次進(jìn)行測試， 直到試探值經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換器輸出 Vo與 VX相等或達(dá)到允許誤差范圍為止。則該試探值就為 A/D轉(zhuǎn)換所需的數(shù)字量。 35 + 8位 D/A 轉(zhuǎn)換器 緩沖寄存器 控制電路 逐次逼近 寄存器 V i V O 啟動信號 CLK 轉(zhuǎn)換信號 D 7 D 6 D 2 D 3 D 4 D 5 D 0 D 1 比較器 逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換 工作原理圖 36 T 1 T 8 T 7 T 6 T 5 T 4 T 3 T 2 ... ... 5 5 0 時鐘 A/D啟動 A/D結(jié)束 V i /V t 逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換 37 如：實現(xiàn)模擬電壓 123的 A／ D轉(zhuǎn)換 . 具體過程如下： ? 當(dāng)出現(xiàn)啟動脈沖 時，逐次逼近寄存器清“ 0”； ? 當(dāng)?shù)谝粋€ T1 到來，逐次逼近寄存器 最高位 D7置“ 1”， 8位 D/A轉(zhuǎn)換器輸入為 10000000B， 輸出 Vo為滿度的一半 5V，即滿量值的 128/255。 若 VoVi，比較器輸出低電平， 控制電路使逐次逼近寄存器最高位 D7置“ 0” (反之，置“ 1” )； 38 ?當(dāng)?shù)诙€ 到來，逐次逼近寄存器 D6位置“ 1”， D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量輸入為 01000000B， 輸出電壓為 ， VoVi，比較器輸出高電平， 將 D6位的“ 1”保留 (否則，將 D6位置 0)； ? 第三個 T3 時鐘脈沖來，又將 D5位置“ 1” …… ? 重復(fù)上述過程直到 D0位置“ 1”，再與輸入比較。 ? 經(jīng)過 8次以后， ? 逐次逼近寄存器中得到的數(shù)字量就是轉(zhuǎn)換結(jié)果。 ? 過程用下表表示。 T2 39 D/A輸出電壓V 0（V） V 0與Vi比較 結(jié)果設(shè)定試探值10000000 V0Vi，D7=001000000 2 .5 V0Vi，D6=101100000 V0Vi ，D5=101110000 V0Vi ，D4=101111000 V0Vi ，D3=101111100 V0Vi，D2=001111010 V0Vi ，D1=101111011 V0Vi ，D0=106464+32=9664+32+16=11264+32+16+8=12064+32+16+8=12064+32+16+8+2=12264+32+16+8+2+1=123逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換 40 比較三種 A/D轉(zhuǎn)換方式 ? 計數(shù)式 A/D轉(zhuǎn)換速度慢，價格低，適用于慢速系統(tǒng)； ? 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換分辨率高，抗干擾性好，但