单片机的AD和PWM转换器原理及应用PPT学习教案.pptx

单片机中的A/D（模拟数字）转换器和PWM（脉宽调制）转换器是电子系统中不可或缺的组成部分，特别是在数字控制系统中。本PPT教程详细介绍了这两种转换器的工作原理及其在单片机中的应用。 A/D转换器是将模拟信号转化为数字信号的设备。在图7.1所示的基本结构中，A/D转换器通常包含8个模拟输入通道（ACH0到ACH7），通过一个8选1模拟多路转换开关进行切换，以选取一个通道的模拟信号进行转换。单片机内部只有一个采样保持器和10位的A/D转换器，这意味着在某一时刻只能处理一路模拟信号。转换过程由AD_COMMAND寄存器控制，当IOC1.1置1时，ACH.7可以作为外部中断输入引脚。 采样保持器在A/D转换中扮演关键角色，它负责在模拟信号变化时捕获并保持某一时刻的值，以便转换器能准确地将模拟量转化为数字量。在8096BH和8098单片机中，采样保持器是零阶保持器，其传递函数有助于维持信号稳定。A/D转换器自身则采用逐次逼近方法，通过256级电阻网络、比较器、耦合电容和10位逐次逼近寄存器（SAR）来实现转换。转换结果为10位数字信号，可按公式计算，与参考电压和模拟输入信号相关。 AD_COMMAND寄存器是一个8位只写的控制寄存器，用于指定转换的通道和启动转换。低3位（D2-D0）选择通道，D3位决定启动转换的方式，GO位置1立即启动转换，GO位置0则由HSO的15#事件定时启动。向AD_COMMAND寄存器写入命令后，会进行一次A/D转换，转换过程中再次启动转换会取消当前正在进行的转换。寄存器设计为双缓冲，可以接受新的命令，但新转换会在当前转换结束后才开始。 AD_RESULT寄存器为16位只读寄存器，分两次读取，高8位（03H）和低8位（02H）。它存储A/D转换的结果，包括通道号、转换状态和10位转换结果。S位表示转换状态，1表示正在进行，0表示空闲。D15到D6存放转换结果，D15为高位，D6为低位。转换完成后，结果应及时读取，避免被下次转换覆盖。用户可以通过查询或中断方式检查A/D转换是否完成。 PWM转换器则用于将数字信号转换为模拟信号，通过改变脉冲宽度来调节输出电压的平均值，广泛应用在电机控制、电源管理等领域。虽然PPT内容没有详细介绍PWM，但在单片机中，PWM通常涉及定时器和输出比较单元，通过设置定时器周期和比较寄存器值来调整占空比，实现模拟输出。 理解和掌握A/D和PWM转换器的工作原理及其在单片机中的应用是进行高效数字控制的关键，对于单片机编程和系统设计至关重要。