上海充通大￥ SHANGHAI IIAD TONG UNIVERSITY Page.6 常用片上外围接口 可用的微处理器种类非常多，但片上外围接口基 本一致。 通信接口 A/D输入 外部中断 外部事件 显示接口 (I2C、SPIL、 脉冲捕捉 正交编码 编程及调调试工具： 接口 输入接口 计数输入 (LED、 bCI、CAN、 接口 脉冲接口 PWM输出 试平台： ]tag仿真 接口 LCD) IAR,Keil USB) (Capture) (QEP) 器
Page . 6 常用片上外围接口 可用的微处理器种类非常多，但片上外围接口基 本一致。 A/D输入 接口 外部中断 输入接口 外部事件 计数输入 接口 显示接口 （LED、 LCD） 通信接口 （I 2C、SPI、 SCI、CAN、 USB） 脉冲捕捉 接口 （Capture） 正交编码 脉冲接口 （QEP） PWM输出 编程及调 试平台： IAR，Keil 调试工具： Jtag仿真 器
上海充通大￥ SHANGHAI IIAD TONG UNIVERSITY Page.7 A/D转换器基础 AVD转换器：将模拟量转换成与之相应的数字量的器件 A/D转换过程主要包括采样、量化和编码三个过程组。 采样：把输入连续变化的 量化：把采样取得的在时 模拟量离散化，即变成时 编码：把已经量化的数字 域上断续但是在幅值上连 间域上断续的模拟量。 续的模拟量进行量化。 量用一定的代码表示输出
Page . 7 A/D 转换器基础 A/D转换器：将模拟量转换成与之相应的数字量的器件。 A/D转换过程主要包括采样、量化和编码三个过程组。 采样：把输入连续变化的 模拟量离散化，即变成时 间域上断续的模拟量。 量化：把采样取得的在时 域上断续但是在幅值上连 续的模拟量进行量化。 编码：把已经量化的数字 量用一定的代码表示输出
上海充通大￥ SHANGHAI IIAD TONG UNIVERSITY Page.8 A/D转换器的主要技术指标 3.转换速度 转换速度是战次换所用的时间。钱换逯度与转换原理有 速黛 位 10 原 季 多沙伊 8心模 串 最 受到转换递度的时限制。“如5u5闪完成0 位5转换的高逯转糗器，°这样，其采样频率可高达20KHZ
Page . 8 A/D转换器的主要技术指标 1．分辨力: Q=VFS／2 n • 位数n越多，则量化增量越小，量化误差越小，分辨力也就 越高。常用的有8位、10位、12位、16位、24位等。 例 如，某 A／D转换器输入模拟电压的变化范围为-10V～+10V， 转换器为 8位，若第一位用来表示正、负符号，其余 7位表 示信号幅值，则最末一位数字(一个LSB)可代表80mV模拟电 压，即转换器可以分辨的最小模拟电压为80mV。而同样情 况用一个 10位转换器能分辨的最小模拟电压为20mV（分辨 力 Q=10V／2 9≈20mV）。 2．转换精度（最大量化误差） • 由于采用了四舍五入的方法，最大量化误差为 分辨力数值的一半。全量程的相对误差则为（Q ／2VFS×100％）。可见，A／D转换器数字转换 的精度由最大量化误差决定。实际上，许多转 换器末位数字并不可靠，实际精度还要低一些。 3．转换速度 • 转换速度是指完成一次转换所用的时间。转换速度与转换原理有 关，如逐位逼近式A／D转换器的转换速度要比双积分式A／D转 换器高许多。除此以外，转换速度还与转换器的位数有关，一般 位数少的转换器转换速度高。目前常用A／D转换器转换位数有8、 10、12、14、16位，其转换速度依转换原理和转换位数不同而 不同，一般在几微秒至几百毫秒之间。 • 由干转换器必须在采样间隔Ts内完成一次转换工作，因此转换器 能处理的最高信号频率就受到转换速度的限制。如50us内完成10 位A／D转换的高速转换器，这样，其采样频率可高达20KHZ
上海文通大￥ SHANGHAI IIAD TONG UNIVERSITY Page.9 A/D转换原理 逐次比较 (SAR) 型ADC 并行比较型AVD转换器 双积分型(Dual Ramp)ADC ∑-△型ADC工作原理
Page . 9 逐次比较（SAR）型ADC 并行比较型A/D转换器 双积分型（Dual Ramp ） ADC Σ-Δ型 ADC 工作原理 A/D 转换原理
上海文通大学 SHANGHAI IIAD TONG UNIVERSITY Page.10 逐次比较(SAR) 型ADC 3bits逐次逼近式转换器的构成和工作 D/A转换器 原理 D2 DI 二进制代码 声 Do 输出 ·1.控制电路使SAR寄存器的输出为100，经过 D2 DiDo D/A转换成相应的电压Vr,送到电压比较器于 CLK- SAR寄存器 模拟输入电压Vin进行比较，若Vin>Vr,则通过 比较器 控制电路将最高位的1保留，反之，则将最高 Vin- 控制电路 位置0； 模拟电压输入 ·2.接着将次高位置1，再经D/A转换为相应的 特点： 电压Vr,重复上一步，根据比较结果决定次 ·一般最快转换时间>1us 高位是1还是0；最后所有位都比较结束后， •电路规模中等，功耗低 转换完成。这样SAR寄存器中保存的二进制 •低分辩率（<12位)时价格便宜，但高精度 数就是A/D转换后的输出数码。 (>12位)时价格很高
Page . 10 逐次比较（SAR）型ADC 3bits逐次逼近式转换器的构成和工作 原理 • 1.控制电路使SAR寄存器的输出为100，经过 D/A转换成相应的电压Vr,送到电压比较器于 模拟输入电压Vin进行比较，若Vin>Vr,则通过 控制电路将最高位的1保留，反之，则将最高 位置0； • 2.接着将次高位置1，再经D/A转换为相应的 电压Vr，重复上一步，根据比较结果决定次 高位是1还是0；最后所有位都比较结束后， 转换完成。这样SAR寄存器中保存的二进制 数就是A/D转换后的输出数码。 + - 控制电路 SAR寄存器 D/A转换器 D2 D1 D0 二进制代码 输出 CLK 比较器 模拟电压输入 D2 D1D0 Vr Vin 特点： •一般最快转换时间>1us •电路规模中等, 功耗低 •低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度 （>12位）时价格很高