低成本传感器与A／D转换器的互连
d a a d转换器实验报告
d a a d转换器实验报告D/A转换器实验报告引言：数字与模拟信号之间的转换是现代电子领域中的重要问题。
D/A转换器（Digital-to-Analog Converter）是一种将数字信号转换为模拟信号的设备。
本实验旨在通过实际操作和观察，深入了解D/A转换器的原理和性能。
一、实验目的：1. 理解D/A转换器的工作原理；2. 掌握D/A转换器的实际应用；3. 分析D/A转换器的性能指标。
二、实验器材：1. D/A转换器芯片；2. 示波器；3. 电压源；4. 电阻、电容等辅助元器件。
三、实验步骤：1. 按照实验电路图连接实验器材；2. 设置示波器参数，观察输出波形；3. 调节输入信号，观察输出信号的变化；4. 记录实验数据。
四、实验结果与分析：在实验过程中，我们观察到D/A转换器的输出信号与输入信号之间存在着一定的差异。
这是由于D/A转换器的离散性和量化误差所导致的。
在理论上，D/A转换器应该能够完美地将数字信号转换为模拟信号，但在实际应用中，由于电路元器件的误差和噪声等因素的影响，输出信号会存在一定的偏差。
为了减小这种偏差，我们可以采取一些措施。
首先，选择高精度的D/A转换器芯片，以确保转换的准确性。
其次，合理设计电路，减小电路元器件的误差。
同时，通过滤波电路和抗干扰措施，降低噪声对输出信号的影响。
在实验中，我们还观察到了D/A转换器的线性度和动态性能。
线性度是指输出信号与输入信号之间的线性关系程度，动态性能是指D/A转换器在不同输入信号频率下的响应能力。
这两个指标对于D/A转换器的性能评估非常重要。
在实际应用中，我们需要根据具体的要求选择合适的D/A转换器，以满足信号转换的精度和速度要求。
五、实验总结：通过本次实验，我们深入了解了D/A转换器的原理和性能。
D/A转换器在现代电子领域中具有广泛的应用，例如音频信号处理、图像显示等。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的D/A转换器，并结合其他电路和控制方法，以实现信号的准确转换和处理。
基于AT89C2051的低成本AD转换方法
安装与调试
安装前先将汇编程序编译成十六进 制目标文件即 ＨＥＸ 文件，再用编程器将 ＨＥＸ 文件写入单片机 ＡＴ８９Ｃ２０５１ 芯片。
充电器的调试主要是对 ４ 个运算放
主程序流程图见图２，程序使用汇编 大器的基准电压的调整，接通电源后，调
语言编写，源程序和 ＨＥＸ 文件见本刊网 节 ＲＰ１，使运算放大器 Ａ 的 ２ 脚的电压为
输出高电平时，ＶＴ１截止停止充电。控制 电池轮流以每节电池０．５秒脉冲电流充 充满了。
ＶＴ１ 的导通和截止即可对电池进行脉冲 电流充电。ＶＤ３ 作充电指示，当 １单元中 有未充满电的电池时，由于电池采用脉 冲电流充电，因此它是闪烁的。当 １ 单元 中没有电池时，Ｒ９ 提供给 １ 单元电压比 较器一个高于１．５Ｖ的电压，等同于该单元 有 １ 节充满电的电池，使Ａ 的 １脚输出高 电平。同时它还能对已充满电的电池提 供涓流充电，维持电池电压。
在低成本智能仪表的设计过程中优 先考虑的是成本问题，作为核心部件的 单片机通常选用低档的 ８ 位机或 ４ 位机。 就目前的情况而言，自带Ａ ／Ｄ转换的低 档单片机并不多见，在需要进行数据采 集时只能通过外部 Ａ／ Ｄ转换器件，这在 很大程度上增加了系统的成本。例如，目 前 ＡＴ８９Ｃ２０５１ 单片机的零售价仅 ７～８ 元，而中速Ａ ／Ｄ转换器件的价格大都在 ２０ 元以上。本文介绍的低成本 Ａ ／ Ｄ 转
在实际设计中，我们通过一段Ｃ 程序根据上式先从理论上求得最佳 的τ １、τ ２ 的值，再根据实验的结 果进行调整，程序见本刊网站（ｗｗｗ． ｅｌｅｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ）。 通过上述的程序可以得到当τ １ ＝ ６４０ μ ｓ、τ ２ ＝ ６１０ μ ｓ 的情况下，锯齿 波已经非常接近线性，每微秒的线性误 差均在 ０．１ｍＶ以内，远远满足８位分辨率 Ａ ／ Ｄ 转换的要求。 ３． 误差分析及补偿 误差的来源主要有两个，一是锯齿 波的非线性引起的误差，根据上面的叙 述，锯齿波的非线性基本上对Ａ ／Ｄ转换 的结果不产生影响；二是单片机在控制Ａ ／ Ｄ 转换的过程中引出的：（１）在“打开 转换开关”和“定时器开始计数”这两个 动作中单片机不可能同时完成；（２）单片 机判断片内模拟比较器翻转的过程需要 两个机器周期，而计数器最小的计数单 位为 １个机器周期；（３）单片机确认模拟 比较器输出状态翻转和关闭定时器不可 能同时完成。对于上述 １、３ 两种情况下 引起的误差，确是由于指令执行而引起 的，其误差的数值就是指令执行的时间， 在转换结束时将定时器 ０ 的值减去这个 时间就可以了；而对于第二种情况下引 起的误差是无法进行补偿的。 ４． 结束语 采用本文所述的方法设计的数据采集 系统，成本低廉，接口简单，具有较高的 性价比。为保证系统的长期稳定性，采用 高稳定的积分电容（Ｃ１、Ｃ３）是必要的。◆
a d转换器的实验报告
a d转换器的实验报告《A/D转换器的实验报告》摘要：本实验旨在通过对A/D转换器的实验研究，探讨其工作原理和性能特点。
通过实验数据的收集和分析，得出了A/D转换器在不同工作条件下的表现，并对其应用进行了讨论和展望。
引言：A/D转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的重要电子器件，广泛应用于各种领域，如通信、控制、仪器仪表等。
本实验旨在通过对A/D转换器的实验研究，深入了解其工作原理和性能特点，并为实际应用提供参考依据。
实验目的：1. 了解A/D转换器的基本工作原理；2. 掌握A/D转换器的性能测试方法；3. 分析A/D转换器在不同工作条件下的性能特点。
实验装置：1. A/D转换器模块；2. 示波器；3. 信号发生器；4. 电脑及数据采集卡。
实验步骤：1. 连接实验装置，按照实验要求设置A/D转换器的工作参数；2. 发送不同频率、幅度的模拟信号到A/D转换器输入端，记录输出的数字信号；3. 对实验数据进行采集和分析，得出A/D转换器在不同工作条件下的性能特点。
实验结果：1. A/D转换器的分辨率和采样率对其性能有重要影响；2. 输入信号的频率、幅度对A/D转换器的输出精度有一定影响；3. A/D转换器在不同工作条件下表现出不同的性能特点。
结论：通过本实验，我们深入了解了A/D转换器的工作原理和性能特点，为其在实际应用中的选择和设计提供了依据。
同时，我们也发现了一些问题和改进的空间，为今后的研究和应用提供了方向和思路。
展望：A/D转换器作为一种重要的电子器件，其在各种领域的应用前景广阔。
我们将继续深入研究其性能特点和优化方法，为其在实际应用中发挥更大的作用做出贡献。
同时，我们也期待与更多的领域合作，将A/D转换器的应用推向新的高度。
一种高精度低成本A／D转换器的原理和实现
Ｍ ｔ ｏ 公司的 ６ Ｈ ７５ ８ ｏ ｒｌ ｏ ａ ８ Ｃ ０ Ｃ 单片机 ， 利用单片机的定 时
器输入捕捉功能 ， 不仅非常方 便地实现 了光 电隔离 。 而
ｄ ｃｄｉ ｅ ｉ ｈ ｅａｃｒｃ ｎ ｔｂｌｙｏ ｉ ｃｎ ｅ ｅ ｒ ｎ ａ ｃ ｅｔ ｙｓｌｚｒ ｄｕｔ ｎ。Ｐ ｏｏｌｃｒ ｓｌｔ ｎｉ ｅ ｉ ｉｔ ｆｈｓ ｏｖ ￣ ｒａｅｅｈ ｎ ｅ ｇ ａ ｙｂ ｅ －ｅｏａｊｓ ａ ｉ ｔ ｄ ｒ ｌ ｆ ｍｅ ｔ ｈ ｔｅｅｔｃｉ ａｉ ｓ ａ ｌ ａ － ｉ ｏ ｏ ｓ ｙ
成本 Ａ Ｄ转换 器 ， 用 了双 积分 的工作 原理 ， 入 自 ／ 采 加
校零阶段 ， 有效 地克 服器 件 的失调 和漂 移 ， 电路 使用
图 １中： ｘ为第一路 四选一模拟 开关 ； Ｙ为第 二路 四选一模拟开关 ； ， Ａ 为电压跟随器 ；： Ａ 为积分器 ； 为 比较器 ， 其输出经光 电隔离后送入 Ｃ Ｕ输入捕捉引脚 ； Ｐ Ｃ ＵＰ Ｐ Ｃ口的 Ｐ 。Ｐ ， Ｃ 、Ｃ 经光 电隔离后 控制模 拟开关选
片 四运放 Ｔ ０ ４ Ｐ Ｊ 少量阻容器件构成 ， ／ Ｌ ８ ，ｌｎ － Ｊ Ａ Ｄ转换
器电路 如图 １ 所示。
； ………
图 １ Ａ Ｄ 转 换 器 电 路 原 理 图 ／
Ｆ ｇ １ Ｃ ｒ ｕｔｐ ｎ ｉｌ ｆ ／Ｄ ｃ ｎ ｅ ｔｒ ｉ ． ｉｃ ｉ ｒ ｃｐ ｅ ｏ ｉ Ａ ｏ ｖ ｒｏ
有较 高的性 价 比 ， 在数显 调节仪 表 中得 到 了广泛 的应用 。
关键 词 ：Ａ Ｄ转换器 ／
中 图分类 号 ：Ｔ ２ Ｐ９
自校零
高精度
低 成本
软件 流程
文献标 志码 ：Ａ
a d转换器工作原理
a d转换器工作原理
AD转换器是模拟信号和数字信号之间的转换器。
在AD转换过程中，模拟信号首先经过采样，然后经过量化和编码，最后转换为数字信号输出。
AD转换器的工作原理如下：
1. 采样：AD转换器会连续地对模拟信号进行采样，即在确定的时间间隔内获取一系列离散的样本值。
采样定理规定采样频率应该是模拟信号最高频率的两倍以上，以避免信号失真。
2. 量化：采样后的模拟信号经过量化处理，将连续的模拟信号转换为离散的量化电平。
量化的目的是将连续的模拟信号离散化，使其能够用数字形式表示。
量化过程中会根据固定的量化级别将连续的模拟信号映射到特定的离散电平上。
3. 编码：量化后的模拟信号需要通过编码转换为数字信号。
编码过程中使用的编码方式包括二进制编码、格雷码等。
编码后的信号将每个量化电平映射为一个数字代码，以表示该离散电平的数值。
4. 数字信号输出：编码后的数字代码通过输出接口输出为数字信号，供其他数字电路或设备使用。
数字信号可以在计算机系统中进行数字信号处理、分析和存储等操作。
总的来说，AD转换器通过采样、量化和编码的过程将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
采样将模拟信号离散化，量
化将离散化后的信号分级表示，编码将信号转换为数字代码，最后输出为数字信号。
这样可以实现模拟信号的数字化处理和传输。
常用双积分型A_D转换器自动量程转换接口电路
Automa tic Range Sw itch ing In terface C ircu it of the Comm on D ua l In tegra tion A /D Converter
MCBSP_FSET( SPCR0, XRST, 0) ;
MCBSP_FSET( SPCR0, RRST, 0) ;
MCBSP_FSET( SPCR0, FRST, 0) ; MCBSP_config ( hMcbsp , &MyConfig) ; / /配置 DSP的 McB sp接口
Delay (2) ; / /延迟两个时钟周期 ,此处调用 Delay函数
Key words: A /D converter; rangement sw itch; overrange / underrange
1 基本原理 自动量程转换接口由高精度程控放大电路 、超 /欠
量程识别电路 、换程控制电路及显示器小数点切换电 路组成 ,结构框图如图 1所示 。
图 1 自动量程转换接口方框图
电路工作原理如下 :当电路上电后 ,换程控制电路 自动将量程设置最低档 ,即程控放大电路的增益为最 小 ,然后超 /欠量程识别电路对放大后的输出 V0 进行 判断 。判别标准以和它相配的 A /D 转换器的输入上 限作为其上阈值 Vmax ,以 9% Vmax作为其下阈值 Vm in ,
V0 >Vmax为超量程 , V0 < Vm in为欠量程 。若 V0 欠量程 , 则由换程控制电路控制量程由低到高变化 ,至放大电 路输出 V0 介于 Vmax到 Vm in之间 。若输入 V i 变化后导 致现量程不合适 ,则电路自动根据 Vi 变化趋势决定量 程的增减 ,直到量程重新合适为止 。同时 ,小数点切换 电路根据现量程信号自动将显示器的小数点切换至合 适位置 ,使显示数字与 Vi 对应 ,实现直读 。以上过程 均由电路自动实现 。若出现以下两种情况时 , ( 1 )现 量程为最低量程时 ,放大器输出 V0 仍超量程 ; ( 2 ) 现 量程处于最高量程时 ,放大器输出 V0 仍欠量程 。则电 路将作特殊处理 ,换程控制电路自动维持原量程不变 , 以防止量程不稳定情况的出现 。整个接口的测量精度 取决于程控放大电路的精度和超 /欠量程识别电路的 精度和稳定性 ,而换程速度则取决于运算放大器的响 应速度和换程脉冲 CP。
d a转换器的工作原理
d a转换器的工作原理
数模转换器（A/D转换器）的工作原理如下：
首先，A/D转换器将输入的模拟信号转换为数字信号。
模拟信号是连续的信号，由无限个可能的电压值组成，而数字信号则是离散的信号，只包含两个可能状态：1和0。
转换器内部会有一个采样和保持电路，用于将模拟信号进行采样并保持其数值。
采样是指在固定时间间隔内对输入模拟信号进行测量，保持是指将每次测量的数值保持不变，以便后续的转换处理。
接下来，转换器将采样并保持的模拟信号进行量化。
量化是将连续的模拟信号分成离散的数值级别。
通常，转换器采用的是均匀量化，即将整个输入电压范围等分成多个离散的电压级别。
然后，转换器使用一个比较器将量化后的模拟信号与一个参考电压进行比较。
比较器的输出将根据量化后的信号是高于参考电压还是低于参考电压而有所不同。
如果输入信号高于参考电压，比较器输出为逻辑高电平（1），反之为逻辑低电平（0）。
最后，转换器将比较器的输出进行数字编码，将其转换为二进制数。
二进制编码常用的有自然二进制编码、二进制补码编码和二进制反码编码。
以上便是数模转换器（A/D转换器）的工作原理。
通过采样和
量化模拟信号，并将量化后的信号与参考电压进行比较，最终将信号转换为数字编码。
第18讲 传感器与AD转换器的连接通道.doc
第十七讲传感器与A/D 转换器的连接通道教学课题：传感器与A/D 转换器的连接通道 教学目的：1、复习放大与滤波环节；2、多路模拟开关环节的工作原理；3、采样保持环节。
4、A/D 模数转换教学重点：自动化检测系统 教学难点：自动化检测系统 教学时间：2课时 教学过程及内容：数字化自动检测系统框图被测的物理量首先经过传感器变换成电信号、经信号调理电路（调制与解调或通过电桥参数转换、放大、滤波）后，由多路开关选择某一路的模拟信号送到采样保持器，再经过模/数转换器将模拟量转换城数字量送到计算机进行必要的运算和处理。
下图为数字自动化检测系统框图。
一、放大与滤波环节目前使用较多的放大器是集成运算放大器。
因为它的漂移和噪声很低，增益和共模抑制比很高，出入阻抗高，而且输出阻抗低。
常用的放大电路见下图，该电路输入阻抗高、输出阻抗低，失调及零漂很小，放大倍数精确可调，具有差动输入、单端输出，共模抑制比很高。
传感器 传感器 调制、解调电路转换、放大、滤波多路 开 关 采样 保持 模数转换微机测量信号中含干扰噪声较大，若不抑制，高增益放大器接收到这样的信号，会导致仪器不能正常工作，故常将滤波器置于放大器之前，RC滤波电路中的电阻，不仅消耗希望抑制的信号能量，也消耗希望通过的信号能量。
为了克服这一缺点，可采用RC网络和集成运算放大器组成的有源滤波器，该电路除滤波外，还可将信号放大。
二、多路模拟开关环节为减少检测通道的设备，而使多个信号的采样共同使用一个模/数转换器，将经过多路传感器变换后的信号采用分时法切换到模/数转换器上，这一过程称为多路切换。
多路模拟开关的结构主要有4选1、8选1、双4选1、双8选1和16选1等几种，多路模拟开关由地址译码器和多路双向模拟开关组成。
它通过外部地址输入，经电路内部的地址译码器译码后，接与地址码相对应的其中一个开关。
以实现任一路信号的传送。
单八路模拟开关CD4051CD4051引脚功能见图2。
一种高精度_低成本_多量程的A_D转换技术
被调用 。
在对 V1、V0、VX1 、VX2积分时 , 都有零点电压参与了 积分 , 因此 T0、T1、TX1 、TX2中都包含了对零点电压积分 所得的时间 。在短时间内 ,零点电压的变化微乎其微 ,
因此对零点电压积分的时间可以看作是一个固定值 。
假设对零点电压积分所得的计数值为 TZ , 而没有零点
接下来对控制和数据处理电路 (微处理器 、光电 隔离电路和行波计数器 ) 、基准电压电路和程控放大 电路作一些简单的介绍 。其它部分电路因比较常见 , 不再赘述 。 2. 1 控制和数据处理电路
图 4为控制和数据处理电路的原理图 。
图 4 控制和计算电路原理图 Fig. 4 Princip le of control and computing circuit 微处理器作为主控制单元 ,通过程序控制着整个
+ V0
(1)
VX2
=
(V1
- V0 ) ( TX2 ′- T0 ′) ( T1 ′- T0 ′)
+ V0
= (V1 - V0 ) [ ( TX2 - TZ ) - ( T0 - TZ ) ] [ ( T1 - TZ ) - ( T0 - TZ ) ]
+ V0
= (V1 - V0 ) ( TX2 - T0 ) ( T1 - T0 )
一种高精度 、低成本 、多量程的 A /D 转换技术 袁剑蓉 ,等
一种高精度 、低成本 、多量程的 A /D转换技术
An A /D Co nve rting Te chno lo gy w ith H igh P re c is io n , Low Co s t and M u ltip le M e a su ring Range
用普通单片机实现低成本高精度A_D与D_A转换
智能电子版电子报/2003年/06月/08日/第012版/用普通单片机实现低成本高精度A/D与D/A转换喻峰 本文介绍一种用普通单片机实现的A/D 转换电路,本设计只用普通单片机的2个I/O 口加1个运算放大器即可实现1路A/D转换,而且很容易扩展成4通道A/D转换。
该电路占用资源少,成本低,A/D转换精度可达到8位或更高,很具实用价值。
其工作原理如下:1.硬件电路电路如图1所示。
RA0和RA1为单片机的I/O口。
进行A/D转换时,通过软件产生PWM,从RA0口送出预定占空比的PWM波形,RA1口用于检测比较器输出端的状态。
R1、C1构成滤波电路,对RA0口送出的PWM波形进行平滑滤波。
RA0输出的PWM 波形经过R1、C1滤波并延时后,在U1产生稳定的电压,其电压值U1=V-(DD)×D1/(D1+ D2)。
LM324作比较器用,其负输入端的电压U1与正输入端的模拟电压值进行比较,当U1大于模拟量输入电压时,比较器的输出端为低电平,反之为高电平。
2.A/D转换过程如果使RA0输出PWM波形,且占空比由小到大逐渐变化,则U1的电压随之由低到高。
当U1电压超过被测电压时,比较器的输出端由高电平变为低电平,因此可以认为在比较器输出电压由高到低跳变的瞬间被测的模拟量与U1的电压相等。
由于U1的电压值=V-(DD)×D1/(D1+ D2),当V-(DD)为固定值时,其电压值取决于PWM波形的占空比,而PWM的占空比由内部用于控制PWM输出的寄存器的值决定。
若用寄存器A来存放RA0输出的PWM的占空比值D1,在RA1口由“1”变为“0”的瞬间,A寄存器的值D1即为被测电压的A/D转换值,其A/D转换值为8位数。
如果用16住寄存器来作输出PWM的占空比,则可达到16位。
3.A/D转换误差分析及误差解决(1)误差分析A/D转换的误差主要由以下几个方面决定。
1)单片机的电源电压V-(DD):在此A/D 转换中,V-(DD)电压不稳定是造成A/D转换误差的主要原因。
a d转换器的实验报告
a d转换器的实验报告A/D转换器的实验报告引言：A/D转换器（Analog-to-Digital Converter）是一种电子设备，用于将模拟信号转换为数字信号。
在电子工程和通信领域中，A/D转换器被广泛应用于信号处理、数据采集和控制系统中。
本实验旨在通过搭建一个简单的A/D转换器电路，探索其工作原理和性能。
实验目的：1. 理解A/D转换器的基本原理和工作方式；2. 学会使用基本的电子元件，如电阻、电容和运算放大器；3. 测试A/D转换器的精度和速度。
实验装置：1. 电压源：提供模拟信号；2. 电阻、电容：构建RC电路；3. 运算放大器：放大模拟信号；4. A/D转换器芯片：将模拟信号转换为数字信号。
实验步骤：1. 搭建RC电路：将电阻和电容连接起来，形成一个简单的低通滤波电路。
该电路用于滤除高频噪声，保证输入信号的稳定性。
2. 连接运算放大器：将RC电路的输出连接到运算放大器的非反馈输入端，通过放大器放大信号，以增强A/D转换器的灵敏度。
3. 连接A/D转换器芯片：将运算放大器的输出连接到A/D转换器芯片的输入端，通过芯片将模拟信号转换为数字信号。
4. 连接电压源：将电压源连接到A/D转换器芯片的参考电压输入端，以提供参考电压，用于A/D转换器的精确度校准。
5. 连接数字输出：将A/D转换器芯片的数字输出连接到数字显示器或计算机，用于显示和记录转换后的数字信号。
实验结果：1. 精度测试：通过输入一系列已知电压值，观察A/D转换器的输出是否准确。
根据实验数据，我们可以计算出A/D转换器的精度，即数字信号与模拟信号之间的误差。
2. 速度测试：通过改变输入信号的频率，观察A/D转换器的响应时间。
较高的转换速度意味着A/D转换器能够更快地处理信号，并提供实时的数字输出。
讨论与分析：1. 精度分析：A/D转换器的精度受到多种因素的影响，包括电压源的稳定性、电路噪声、运算放大器的放大倍数等。
在实验中，我们可以通过调整这些因素来提高A/D转换器的精度。
一种基于单片机管脚充放电技术的低成本A／D转换方法的研究
２
科技创 新导报 Ｓｃｅ ｃ ａ ｄ ｉｎ ｅ ｎ Ｔｅ ｎｏｏ ｙ ｎ ｏ ａ ｉｎ ｃｈ ｌｇ Ｉｎ ｖ ｔｏ Ｈｅ ａｄ ｒ ｌ
研 究 报 告
Ｓｉｃ ａ ｅ ｎｏ ｎ ａ １ Ｎ ｃｎｅ ｎ Ｔｃ ｏｇ Ｉｏ ２ Ｏ ７ ｅ ｄ ｈ ｌｙｎ ｖ砸２ ０ ０ 鬲
输 以 如 对 于 Ａ／ Ｄ转 换 器 的 上 述 不 足 ， 文 提 出 一 输 入 管 脚 不 能 是 施 密 特触 发 型 ， 入 电平 相 应 的 分辨 率 ， 满 足 不 同 产 品 的 需求 。 本 所 是 如 种 使 用 单 片 机 管 脚 充 放 电 采 样 模拟 信 号 的 的 高 低 判 别是 基 于 一 门 限 电 平 。 路 连 接 图２ 示 ， 单 片 机 一 次 采 样 流 程 出一 种使 用单 片机 管脚采样模拟 信号的技术 ， 对 提 使之能适应不 同分辨率要求 的产品 ， 而 从 代替价格 昂贵的Ａ 转换芯 片及单 片机 集成 的Ａ Ｄ Ｄ ／ 转换器 ， 文中给 出了采 用单 片机 管脚采样模拟 信号技 术的一个实例 ， 得到 了较好 的结果 。 关键 词 ： 分辨率 ＡＤ 转换 采样 中图分 类号 ： ＴＰ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编号 ： ７ —０ ８ ２ １ ）３ ａ一０ ０ —０ １ ４ ９ Ｘ（ ０ ０ （） ０ ２ ２ ６ ２
电 容 电 压
Ｒ ｐ
— —
Ｐ ｉ
－ ＝＝＝卜＿＿ 【 ＝
ＨＴ４ Ｒ０ Ａ ８ ５
＝ Ｃ
门 限 电 压
图１ 参考 电路
时 间 图３ 充 电曲 线图
图２ 单 片机 采 样 流程 图
图４ 产 品销 售 量 及成 本 分 析 图
①作者简介 ： 徐利 军 ， ， ９ ３ 生 ， 程 师 ， 男 １ ６年 工 绍兴 市 质 量技 术监 督 检 测 院 建 材 部 项 目负 责 人 。
基于8OC196的高精度、低成本A-D转换器实现
基于8OC196的高精度、低成本A/D转换器实现摘要：介绍了一种基于80C196单片机的A／D转换硬件电路和软件实现，利用80C196自带的10位A／D转换器和PWM输出及简单外围电路，实现了高精度、高速A／D转换。
该方法同时具有成本低、实用性强等特点。
关键词：单片机；A／D转换；PWM信号；分辨率0 引言在智能化仪表中，A／D转换器直接影响仪表的性能，A／D转换器的性能主要在两个方面，转换精度和转换时间。
目前常用的有逐次逼近型转换器、并行转换器、双积分转换器等。
其中，双积分A／D转换器因为转换精度高、抗干扰性能强，并且价格相对较低，在数字测温仪表以及工业现场的慢变信号数据采集中得到非常广泛的应用。
但是双积分A／D转换器在实际应用中仍有不足之处。
由于其工作过程中零点漂移误差、以及电容充放电造成的非线性，使得其如要获得较高的精度，对电路中运放、电阻、电压基准等元件的精确度和温漂系数等指标的要求就非常高，特别是它不适合快变信号的数据采集。
而适合快变信号的高精度并行转换器的价格太高，如12位精度的AD7874价格就十分昂贵。
因此寻找一种高精度、高速且低成本的A／D转换方法是有实用价值的。
本文利用Intel公司单片机80C196自带的10位A／D转换器和PWM输出，外加放大器、滤波器等简单电路配合，实现了高精度(最高可达18位精度)、高速A／D转换，满足快变信号的A／D转换要求。
经使用表明，该A／D转换方法的性价比高，效果非常好。
1 80C196简介 80C196是INTEL公司推出的一种准16位单片机系列，常见的型号有80C196KB、80C196KC、80C196KT等，本文选用了80Cl96KB，与其他通用的单片机相比，80C196KB 主要有以下特点：(1)片上232字节的寄存器兼有RAM和累加器的功能，克服了面向累加器引起的瓶颈问题，提高了执行效率；(2)具有8通道10位A／D转换器(逐次逼近型)，特别适合于智能仪表、控制系统等应用领域；(3)脉宽调制输出器PWM，PWM信号经过积分就可以获得直流输出，可作为D／A转换器使用，D／A转换器的分辨率为8位；(4)高速输入／输出器(HSI ／HSC)),HSI／HSO特别适合于测量和产生分辨力高达2us的脉冲；(5)16为监视定时器(WDT)，即看门狗，有软硬件故障时，WDT将使系统复位，提供了一种软硬件故障的恢复能力；(6)可动态配置的总线，在运行过程中，80C196KB总线可以动态地配置成8位或16位，以便适应对外部存储器进行字节操作或字操作的不同需求。
单片机A和D转换器接口
转换 器
三态 输出 锁存 器
VR (-) VR (+)
OE
图7.38 ADC0809内部逻辑结构
EOC D0
D7 VC C GND
表7.6 通道选择表
C BA
选择的通道
000
IN0
001
IN1
010
IN2
011
IN3
100
IN4
101
IN5
110
IN6
111
IN7
8位A/D转换器是逐次逼近式，由控制与时序电路、逐 次逼近寄存器、树状开关以及256R电阻阶梯网络等组成。
图6.38中，多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟 量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换。地址锁存与译 码电路完成对A、B、C三个地址位进行锁存和译码，其译 码输出用于通道选择，如表6.6所示。
… …
ST CLK
IN0
IN7
A B C ALE
8路 模拟 量 开关
3 地址 锁存 与译 码
8位
单片机A和D转换器接 口
7.4.1 A/D转换器概述
A/D转换器用于实现模拟量→数字量的转换，按转换 原理可分为4种，即：计数式A/D转换器、双积分式A/D转 换器、逐次逼近式A/D转换器和并行式A/D转换器。
目前最常用的是双积分式A/D转换器和逐次逼近式A/D 转换器。双积分式A/D转换器的主要优点是转换精度高， 抗干扰性能好，价格便宜。其缺点是转换速度较慢，因此， 这种转换器主要用于速度要求不高的场合。
(5)D7~D0：数据输出线。其为三态缓冲输出形式，可பைடு நூலகம் 和单片机的数据线直接相连。
(6)OE：输出允许信号。其用于控制三态输出锁存器向 单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高电阻； OE=1，输出转换得到的数据。
低成本智能仪表A／D转换器的设计
低成本智能仪表A／D转换器的设计
张振辉;王武江
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】1999(036)002
【摘要】介绍一个低成本智能仪表Ａ／Ｄ转换器，它采用脉冲调宽原理，与单片机接口双线相接，适用于直流量测量，具有较高准确度。
【总页数】2页(P34-35)
【作者】张振辉;王武江
【作者单位】黑龙江大学信息与电子科学系;黑龙江省计量测试研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP216
【相关文献】
1.一种高精度低成本智能仪表的设计与实现 [J], 畅福善
2.一种新型低成本双极型组合转换器设计 [J], 王磊;丁燕
3.一种实用的低成本智能仪表显示电路的设计 [J], 徐献灵
4.新型低成本8K超高清视频监看转换器设计初探 [J], 卞伟民
5.低成本智能仪表A/D转换器的设计 [J], 朱金刚;韩伟根;李挺
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了解系统需求 协助实现低成本传感器A／D转换功能
了解系统需求协助实现低成本传感器A／D转换功能DonAlfano
【期刊名称】《电子测试：新电子》
【年(卷),期】2005(000)003
【摘要】在实际的传感器应用中，A/D转换器和D/A转换器的类型与硬件设计方法无不直接或间接影响测量结果。
本文将针对A/D转换器的选择，△-∑ A/D转换器的特点及系统固件的不同对低成本传感器A／D转换器方案进行讨论，并简单介绍68051F380A／D转换器的功能特性。
【总页数】4页(P53-56)
【作者】DonAlfano
【作者单位】SiliconLaboratodes公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP311.56
【相关文献】
1.松下新图像传感器低成本实现“夜视”功能 [J], ;
2.传感器端也能实现AI推理r——莱迪思的低功耗、低成本FPGA方案出炉 [J], 王莹
3.了解系统需求协助实现低成本传感器A/D转换功能 [J], Don Alfano
4.水产养殖专用传感器实现低成本化 [J], 耿子叶
5.3块掩模实现低成本运动传感器,颠覆智能手机运动传感器市场 [J],
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用压力传感器扩展A／D转换器分辨率
用压力传感器扩展A／D转换器分辨率
佚名
【期刊名称】《电子产品世界》
【年(卷),期】1998(000)003
【摘要】目的本文描述一种用８位Ａ／Ｄ获得高于８位分辨率的简单方法。
电子设计是相当简单的，而且采用标准部件。
图１方框图图２扩展的方框图原理考虑需要测量的压力为２００ｋｐａ。
用一个压力传感器和一个放大器，此压力可转换为模拟电压输出。
此模拟电压转换为数字数值后就可...
【总页数】2页(P76-77)
【正文语种】中文
【中图分类】TP335.1
【相关文献】
1.D／A,A／D转换器组合扩展A／D转换器的位数 [J], 鹿崇发
2.△—∑型A—D转换器是高分辨率转换器 [J], 周启德
3.基于集成应变转换器的半导体压力传感器 [J], 萨柏.,AB;张林
4.模数转换器在压力传感器温度补偿中的作用 [J], 李扬;周明
5.模数转换器在压力传感器温度补偿中的作用 [J], 李扬;周明
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单片机实现低成本A-D转换
单片机实现低成本A/D转换
在前面的文章中分别介绍了两种用普通单片机实现低成本A/D转换的方法，这两种方法中在单片机的外部都要使用到一个比较器，在本文中继续向大家介绍低成本的A/D转换的一种方法，只是这种方法成本会更低，而且外部无需使用比较器。
此种方法的A/D转换精度不高，只有6～7bit，并且被测电压范围较为有限，但在某些精度要求不高，且被测电压值变化不大的场合也很有实用价值，比如温度测量方面。
其电路如图一所示：
其工作原理说明如下：
1、硬件说明：
图一中的R1、R2和C1构成RC充电电路，被测量通过R1、R2对C1充电。
N1为单片机，本电路中采用MICROCHIP的PIC12C508A来举例说明。
C2为给电源供电用的滤波电路，VD1为保护用稳压二极管，以避免输入电压过高而损坏单片机。
2、A/D转换过程：。
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中 取得了 良好效 果 。这个 电路不 适用 于 由长 线连 接的传感 都
器或传感器和 Ａ Ｃ由不 同电源供 电的应用 。 Ｄ
器 。５ 供 电时失调电压为 ０５ ， Ｖ ． 满摆幅输 出为 ４５ ． 电源 Ｖ ． 如果 ｖ
的函数。
圈 １ 比例输出传感器
用来 将传感 器信 号数 字化 的 Ａ Ｃ也 是 比例输出器件 。不 Ｄ 论内部结构怎样 ， 所有 Ａ Ｃ都是将输入信号与 已知的基准 电压 Ｄ 进行 比较 。输出的数字 量是 输入模 拟 电压与基 准 电压的 比值
２２ 电流驱动 电桥 ．
在低噪声系统 中， 压力 传感器 可 以靠 近 Ａ Ｃ放 置 ， Ｄ 这种情 况不一定需要带放 大功 能 的传 感器 。低 成本 的电桥 传感器 可
１ 传 感 器 与 Ａ Ｄ转 换 器 ／
文献标识码 ： Ｂ
文章 编号 ：０２ ８ １２Ｏ ）５— ０ １ ２ １０ —１４ （Ｏ６Ｏ ０６ —０
置电压基准 。虽然 Ａ Ｃ不需要额外 的电压基准 ， Ｄ 但是 用单独 的
传感 器信号在到达 传感 器输 出端子 之前 可能经 过放 大或 电压偏移 ， 但它仍然取决于 阻性 元件 的电流。若 这个激励 电流 由电源电压给出 ， 则最后 的传感器输 出就 和电源电压有 比例关 系。电压 比例输 出传感器的关系式为
受温度和 电源 电压 的影 响。
（） ３
厂
将式 （） １代入式（）得 到用 Ａ Ｃ 比例输 出的传感 器进行 ２， Ｄ 对
数字化的计算公式 ：
Ｄ ： Ｐ ＳＦ ・ ｖ （ ・ Ｓ Ｋ・ ｊ ） ＋Ｃ（ Ｓ Ｋ・ ｏ ） Ｆ ・ ｖ／
表面上看 ， 数字输 出 Ｄ受 ３个变量 的影响 ， 而不仅 是被测 参量
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（） １ 压。将电源电压经过分压 电阻 网络输入 Ａ １。图 １ Ｎ０ 所示 的电 路在汽车 电子应用 以及 由单 电源供 电、 电源 电压 跌落等 的应用
（ Ｓ ＋ Ｃ） Ｐ・
式 中： 为输 出信号 ； ｏ ｖ为电源电压； 为传感 器的敏感 系数 ； ． ｓ Ｐ
为被测参量的强度 ； Ｃ为传感器 的失调 。
激励电压改变 ， 失调和满摆 幅输 出都会相应 改变 。在许多 应用 中通过电源激励 电压获得 输 出信号并 不方 便 。传感器 厂 家通 过增加一个电压基 准来解 决 这个 问题 。电压基 准 的输 出 与温 度和电源电压无关 ， 精度很 高。流过 阻性 元件 的电流如果 由电 压基准产生 ， 则式 （） １ 中的 就是 常数 ， 出信号只是被 测参量 输
Ｐ 但是 ， ／ 堤 一个重要的组合变量。如果用同一个电源产 ．
生 和 ， 则 ／ 为常数 ， Ｄ只 和被测 参量 Ｐ， 以避 免噪声 的影响 ， 同时
又要满足 Ａ Ｃ和传 感器的规格要求 。 Ｄ
Ｌ … … ．１ ．
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２Ｏ ０ ６钜
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉｓｒ ｎ ｎ Ｔ ｃ ｎｑ ｅ ａ ｄ Ｓ ｎｏ ｎｔｕｅ ｔ ｅ ｈｉｕ ｎ ｅｓｒ ｔ
２ ０ ０６ Ｎ ． ｏ５
第５ 期
低 成 本 传 感器 与 Ａ Ｄ转 换 器 的互 连 ／
图ｌ 中的 Ｍ ＸＩ３ 在 前端 有 １个 ｌ Ａ ２８ ２路输 入切 换开 关 ， 内
收 稿 １期 ：０ ５ ８ ２ ３ ２０ 一ｏ —１ 收修 改 稿 １ ：０ ６ ２ ０ ３期 ２０ —０ —１
图 ２ 电流 源 驱 动 传 藤 器桥
图３ 是另一解 决 方案 ， 电路 不需 要 电流源或 电压基准 。 该
＝
电压 基 准 给 ｌ ０个 传 感 器 供 电会 大 大 增 加 成 本。 可 以用 Ｍ Ｘ１３ 的 Ａ １ 作 为基准输入 ， Ａ ２８ Ｎ１ 并将 其连接到 ５ ｖ电源。这样 Ａ Ｃ的满量程输入 是 ５ ， 且可 以和 比例输 出传 感 器配合 使 Ｄ Ｖ而
用。通过软件控制 可以使用 Ｍ Ｘ２８的 内置 基准校 准 电源电 Ａ１ ３
基准电压 、 满量程 及比例系数 表 示 Ａ Ｃ数字 输出 Ｄ
Ｄ， ： 得
Ｄ＝（ ｊ ） ・ ｖ
（） ２
式 中 ， 为电流源激励 电流 。 图 ２中的电流源包括 一个 低温 漂 系数 电阻 、 放 、 运 电压 基
２ 传感器测量 电路
２１ 比例输 出传感器 ．
准 。如果 Ａ Ｃ Ｄ 和传 感 器集 成 ， 电流源 的 电压基 准也 可 以供 则 ＡＣ Ｄ 使用 。在这个 电路 中 ， 电压基准同时保证 Ａ Ｃ和传感器不 Ｄ
乘 以满量程数。内部的放大和变换过程 ， 采用 比例 系数 一般
来描述。只要 Ａ Ｃ的内部结构不变 ， 就是常数。用输 入信号 Ｄ
、
能更合适。为了降低成本同时又保证宽温范围内的高性能， 很
多传感器 ， 比如 Ｎ Ｉ ９系列 ， Ｐ 一１ 采用 电流源供 电。传感器输 出方
程如下 ：
＝，（ ・ 。 Ｓ Ｐ＋ Ｃ ） （） ４
ＫＥ ＲＲＹ ｃ ｎ ｔ Ｌａ ａ ｅｔ ｅ
（ 美倍集成产 品公司 。 北京
１０８ ） ０ ０３
摘要 ： 绍了比例输 出传感器与 Ａ Ｄ转换器之 间的配合使 用情况 。设计 了传感 器测量 电路 ， 介 ／ 包括 比例输 出传感 器、
电流驱动 电桥和惠斯通 电桥 。将 Ａ Ｃ的基 准电压输入 和传感 器输 出结合在一起 ， Ｄ 节省 了电压基准或 电流源。该设 计降 低 了电路整体成本 ， 高 了温度稳 定性和测量精度 ， 提 降低 了温漂 ， 少 了线路板 面积 ， 减 消除 了不理想的基准源引入 的误差。 关键词 ： 比例输 出： 传感 器；／ Ａ Ｄ转换 器； 基准 电压 中图分类号 ：Ｐ７ Ｔ ２３