單片機(jī)ad轉(zhuǎn)換信息介紹

　　1、什么是AD轉(zhuǎn)換

　　A是模擬信號的意思，D是數(shù)字信號的意思，AD轉(zhuǎn)換就是模數(shù)轉(zhuǎn)換，顧名思義，就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，例如把電壓值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。

　　2、為什么要AD轉(zhuǎn)換

　　單片機(jī)（以及其他處理器）只能處理數(shù)字信號，當(dāng)單片機(jī)想要獲取電路上某一點(diǎn)的電壓值時(shí)，就得用到AD轉(zhuǎn)換了，如果你直接把單片機(jī)的引腳接到電路這個(gè)點(diǎn)上，單片機(jī)只知道這個(gè)點(diǎn)的電壓是低電平還是高電平，又怎么能得到他的電壓值呢？例如數(shù)字式的萬用表，它測量電壓時(shí)，先有一個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路，把電壓值轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)值，然后把這個(gè)值送個(gè)單片機(jī)（當(dāng)然萬用表里的用的處理芯片不是單片機(jī)），單片機(jī)經(jīng)過計(jì)算處理后，再把這電壓值顯示到顯示到屏幕上。不過現(xiàn)在有一些比較強(qiáng)的單片機(jī)，其內(nèi)部已經(jīng)集成了AD轉(zhuǎn)換器，不需要你再外接AD轉(zhuǎn)換芯片。

　　3、8位16位的ad轉(zhuǎn)換芯片是什么意思

　　8位，16位就代表了AD轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換分辨率，數(shù)字越大，分辨率越高，同時(shí)也反映了它的精度，數(shù)字越大，精度相對也越高。8位算是最低了，有些單片機(jī)里集成的AD轉(zhuǎn)換器一般是10位的。12位和16位的芯片價(jià)格就比較貴了。

　　4、分辨率

　　舉個(gè)簡單的例子，8位芯片只能轉(zhuǎn)換最小到0.01V的電壓，而12位的芯片卻能轉(zhuǎn)換最小到0.001V的電壓，如果一個(gè)電壓為3.359V，8位芯片轉(zhuǎn)出來后的數(shù)值是3.35V，12位芯片轉(zhuǎn)換出來后是3.359V，精度比8位就高一個(gè)檔次了。（注：這里數(shù)值不是正確的數(shù)值，舉例用，切勿實(shí)際使用）

　　5、采樣

　　采樣是AD轉(zhuǎn)換的速度性能指標(biāo)，通俗的說就是每秒里能采樣多少次，采樣次數(shù)越高芯片性能越好。如果對采樣不理解，也可以用另一種方式理解，就是一個(gè)AD轉(zhuǎn)換芯把電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值這個(gè)過程所需要的時(shí)間，時(shí)間越短越好。

　　6、精度

　　精度是AD芯片的一個(gè)重要參數(shù)，表示采集到的數(shù)據(jù)和真實(shí)值之間的相差的程度。例如單片機(jī)轉(zhuǎn)換出來的結(jié)果是0.3V，而實(shí)際可能是0.31V，這樣就相差了0.01V。這種誤差是不可避免無法消除的。這和在第3點(diǎn)中提到的位數(shù)有關(guān)，位數(shù)越高，這樣的誤差越小。

　　單片機(jī)ad轉(zhuǎn)換處理方法

　　單片機(jī)內(nèi)集成的A/D轉(zhuǎn)換，一般都有相應(yīng)的特殊功能寄存器來設(shè)置A/D的使能標(biāo)志，參考電壓，轉(zhuǎn)換頻率，通道選擇，A/D輸入口的屬性（模擬量輸入還是普通的I/O口），啟動，停止控制等。有了這些寄存器，使得我們控制單片機(jī)的模擬量采集變得非常方便。

　　A/D轉(zhuǎn)換的基本原理是：將參考電平按最大的轉(zhuǎn)換值量化，再利用輸入模擬電平與參考電平的比例來求得輸入電平的測量值（V測=V參*（AD量化值/AD轉(zhuǎn)換的最大值））。有些MCU A/D轉(zhuǎn)換的參考電平可以選擇由一個(gè)外部引腳輸入，這樣使得用戶可以對A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行更好的控制。值得注意的一點(diǎn)就是A/D轉(zhuǎn)換的輸入電平必須比參考電平低或相等，不然測試的結(jié)果就會有很大的偏差。

　　下面以參考電平為5V，轉(zhuǎn)換的精度為8位為例來說明如何取得實(shí)際的測量值是多少。如果AD量化值為128，則V測= 5*128/256=2.5V。因?yàn)閂測=V參*（AD量化值/AD轉(zhuǎn)換的最大值）=AD量化值*（V參/AD轉(zhuǎn)換的最大值），而針對具體的硬件電路，“V參/AD轉(zhuǎn)化的最大值”是一個(gè)固定的系數(shù)。而這個(gè)系數(shù)，就相當(dāng)于測試的精度了。對于10位的A/D，5V的參考電壓的測試精度約5毫伏，而用2.048伏的參考電壓，精度就可以達(dá)到2毫伏。當(dāng)然測試的電壓范圍相應(yīng)的也減小了。我曾經(jīng)就用這種減小測量范圍來提高精度，使用PIC16F76做A/D測量，使得正負(fù)誤差不超過5毫伏的高精度測試電源。當(dāng)誤差超過5毫伏時(shí)，電路發(fā)出報(bào)警聲，提示操作員，重新調(diào)解電壓到規(guī)定范圍內(nèi)。

　　然而，即使使用同樣一款MCU，不同的軟硬件設(shè)計(jì)者，使得A/D轉(zhuǎn)換的效果相差也甚遠(yuǎn)。主要是很多新手在處理上有些不當(dāng)，不是直接把一次轉(zhuǎn)換后的結(jié)果拿來處理并做相應(yīng)的顯示，就是對參考電平不做處理。所以使得顯示效果老是變化不定，給人一種不穩(wěn)定的感覺。

　　針對參考電平設(shè)在單片機(jī)內(nèi)部的MCU，主要是要對A/D的量化值做數(shù)字濾波處理，比如多次間隔采樣，再求平均等。而針對參考電壓可以從外部輸入腳引入的，最好單獨(dú)設(shè)置一組高穩(wěn)定度的參考電壓，如TL431等。這樣，即使MCU的主電源有些波動也不會導(dǎo)致A/D轉(zhuǎn)換值的漂移。其實(shí)在沒有高精度參考電壓的情況下，或者A/D量化值很不穩(wěn)定的情況下，

　　我們依然可以通過軟件的方法將與A/D轉(zhuǎn)換有關(guān)的顯示或其他的驅(qū)動做得非常穩(wěn)定。這就要看程序員的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)了。