第5章 ARM接口设计技术.ppt

模/数转换概述 模／数转换器就是把电模拟量转换成为数字量的电路 * 现场信号1 现场信号2 现场信号n . . . 传感器1 传感器2 传感器n 放大 放大 放大 低通滤波 低通滤波 低通滤波 多路开关 采样保持 A/D 微型机 模拟控制 D/A 模／数转换的方法和原理 * 计数式A/D转换法 双积分式A/D转换法 逐次逼近式A/D转换法 1.计数式A/D转换法 * Vi模拟输入电压 V0：D/A转换器输出电压 C是控制计数端 C=1：计数器开始计数， C=0：停止计数 D7～D0是数字量输出，数字输出量又同时驱动一个D/A转换器 2.双积分式A/D转换法 双积分式A/D转换的基本原理 对输入模拟电压和参考电压进行两次积分，变换成与输入电压均值成正比的时间间隔， 利用时钟脉冲和计数器测出其时间间隔 此类A/D转换器具有很强的抗工频干扰能力，转换精度高，但速度较慢 主要用于数字式测试仪表，温度测量方面 * 双积分式A/D转换法原理图 * 3.逐次逼近式A/D转换法 由D/A转换器的从高位到低位逐位增加转换位数，产生不同的输出电压，把输入电压与输出电压进行比较而实现 用一个逐次逼近寄存器存放转换出来的数字量 转换结束时，将最终的数字量送到缓冲寄存器中 * 逐次逼近式A/D转换法原理图 * A/D转换的重要指标 1.分辨率(Resolution)： 反映A/D转换器对输入微小变化响应的能力，通常用数字输出最低位(LSB)所对应的摸拟输入的电平值表示 2.精度(Accuracy): 绝对精度(Absolute Accuracy) 相对精度(Relative Accuracy) * 3. 转换时间(Conversion Time): 指完成一次A/D转换所需的时间，即由发出启动转换命令信号到转换结束信号开始有效的时间间隔。转换时间的倒数称为转换速率 4. 量程: 量程是指所能转换的摸拟输入电压范围，分单极性、双极性两种类型 例如，单极性 量程为0～+5V，0～+10V；双极性 量程为-5～+5V，-10～+10V。 * S3C440BX自带的十位A/D转换器 ARM S3C440BX芯片自带一个８路10位A/D转换器，该转换器可以通过软件设置为Sleep摸式，可以节电减少功率损失，最大转换率为100K，非线性度为正负１。 * 8路摸拟采集通道,ADC的模拟输入 ADC的相关寄存器 * A/D转换控制寄存器(ADCCON) A/D转换预分频寄存器 A/D转换数据寄存器 1.A/D转换控制寄存器(ADCCON) 地址为 0x01D40000 在小模式下，以字、半字、字符单位存取 0x01D40002 在大模式下，以半字单位存取 0x01D40003 在大模式下，以字符单位存取 可读写，初始值为0x20 * 2.A/D转换预分频寄存器 地址为 0x01D40004 在小模式下，以字、半字、字符单位存取 0x01D40006 在大模式下，以半字单位存取 0x01D40007 在大模式下，以字符单位存取 可读写，初始值为0x00。 * ADCPSR 位 描述 初始状态 预分频值 [7：0] 预分频值（0-255），除数=2×（预分频值+1） A/D转换时，时钟频率=2×(预分频值＋1)×16 0x00 3.A/D转换数据寄存器 地址为 0x01D40008 在小模式下，以字、半字、字符单位存取 0x01D4000A 在大模式下，以半字单位存取 0x01D4000B 在大模式下，以字符单位存取 可读写，初始值为0x00 * 数/模转换器 * 数/模转换器的工作原理 T型电阻解码网络 数/模转换器的分类 D/A转换器的主要指标 数/模转换器的工作原理 主要功能是将数字量转换为模拟量 数字量是由若干数位构成的，每个数位都有一定的权 把一个数字量变为模拟量，就是把每一位上的代码按照权转换为对应的模拟量 把各位所对应的模拟量相加，所得到各位模拟量的和便是数字量所对应的模拟量 * 例如：换为模拟量 1 0 0 0 1 0 1 0 * 27 23 21 + + 一个数字量转换为模拟电压，实际上需要两个环节 先由D/A转换器把数字量转换为模拟电流 由运算放大器将模拟电流转换为模拟电压 T型电阻解码网络 * 数/模转换器的分类 * 电压输出型（如TLC5620） 电流输出型(如THS5661A) 乘算型（如AD7533） 虽有直接从电阻阵列输出电压的，但一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载，由于无输出放大器部分的延迟，故常作为高速D/A转换器使用 很少直接利用电流输出，大多外接电流—电压转换电路得到电压输出。当外接运算放大器进行电流电压转换时，则电路构