单片机与 ADC0832 的 AD 模数转换
在工业控制与智能化仪表中,通常由微型计算机进行实时控制及实时数据处理。计算机所加
工的信息总就是数字量,而被控制或被测量的有关参量往往就是连续变化的模拟量,如温度、
速度、压力等等,与此对应的电信号就是模拟信号。模拟量的存储与处理比较困难,不适合作
为远距离传输且易受干扰。在一般的工业应用系统中传感器把非电量的模拟信号变成与之对
应的模拟信号,然后经模拟(Analog)到数字(Digital)转换电路将模拟信号转成对应的数字信号
送微机处理。这就就是一个完整的信号链,模拟到数字的转换过程就就是我们经常接触到的
ADC(Analog to Digital Convert)电路。
模-数转换(ADC)简介
模-数转换原理
ADC 的转换原理根据 ADC 的电路形式有所不同。 ADC 电路通常由两部分组成,它
们就是:采样、保持电路与量化、编码电路。其中量化、编码电路就是最核心的部件,任何 ADC
转换电路都必须包含这种电路。 ADC 电路的形式很多,通常可以并为两类:
间接法:它就是将采样-保持的模拟信号先转换成与模拟量成正比的时间或频率,然后再把
它转换为数字量。这种通常就是采用时钟脉冲计数器,它又被称为计数器式。它的工作特点
就是:工作速度低,转换精度高,抗干扰能力强。
直接法:通过基准电压与采样-保持信号进行比较,从而转换为数字量。它的工作特点就是:
工作速度高,转换精度容易保证。
模—数转换的过程有四个阶段,即采样、保持、量化与编码。
采样就是将连续时间信号变成离散时间信号的过程。经过采样,时间连续、数值连续
的模拟信号就变成了时间离散、数值连续的信号,称为采样信号。采样电路相当于一个模拟
开关,模拟开关周期性地工作。理论上,每个周期内,模拟开关的闭合时间趋近于 0。在模拟开
关闭合的时刻(采样时刻),我们就“采”到模拟信号的一个“样本”。
量化就是将连续数值信号变成离散数值信号的过程。理论上,经过量化,我们就可以将
时间离散、数值连续的采样信号变成时间离散、数值离散的数字信号。
我们知道,在电路中,数字量通常用二进制代码表示。因此,量化电路的后面有一个编
码电路,将数字信号的数值转换成二进制代码。
然而,量化与编码总就是需要一定时间才能完成,所以,量化电路的前面还要有一个保
持电路。保持就是将时间离散、数值连续的信号变成时间连续、数值离散信号的过程。在量
化与编码期间,保持电路相当于一个恒压源,它将采样时刻的信号电压“保持”在量化器的输入
端。虽然逻辑上保持器就是一个独立的单元,但就是,工程上保持器总就是与采样器做在一
起。两者合称采样保持器。
八位串行 A/D 转换器 ADC0832 简介
ADC0832 就是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道 A/D 转换芯片。
由于它体积小,兼容性强,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎,其目前已经有很高的普
及率。ADC083X 就是市面上常见的串行模—数转换器件系列。ADC0831、ADC0832、
ADC0834、ADC0838 就是具有多路转换开关的8 位串行 I/O 模—数转换器,转换速度较高(转
换时间 32uS),单电源供电,功耗低(15mW),适用于各种便携式智能仪表。本章以 ADC0832
为例,介绍其使用方法。