07章ATD模数转换.ppt

7.2 ATD模块工作原理 1. ATD模块的采样通道与转换序列 S12X 有2组（ATD0、ATD1）各8个模拟输入通道，当该通道输入管脚没用作模拟输入时，可以作为普通数字量输入口用；当用作模拟量输入时，其端口数据寄存器无效。 每次启动A/D可以进行多次扫描循环，可以针对单通道，也可以是相邻的几个通道。 注：每个扫描循环称为一个转换序列 2. 转换时间与转换方式 us级， 可微调 (初始化采样周期数 ＋ 程控采样周期数＋ 转换周期数 ) 转换时间 ＝———————————————————————— A/D时钟频率 其中：初始化采样周期数 ＝ 2 ----固定不变 程控采样周期数 ＝ 2，4，8，16 转换周期数 ＝ 10 ---固定不变 A/D时钟频率 ＝ 500KHz ~ 2MHz 转换方式： ①单次方式：启动一次转换一次 ②连续方式：启动之后连续进行转换，新的结果会覆盖旧的值。 总的A/D转换时间 转换结果寄存器---ATD0DRxH、ATD0DRxL AD端口数字输入寄存器 7.4 应用实例 【例7-1】MCU对ATD0通道5上的0~5V模拟电平进行8位精度A/D转换，转换后的数字量结果送T口输出，T口接8个LED灯，低电平点亮。 MCU总线时钟频率=8MHz，ATD的时钟频率为1MHz,采样时间为16个ATD时钟。 * * 第7章 ATD模/数转换 DIO、A/D、D/A 7.1 A/D转换概述 模/数转换过程就是以一定的时间间隔对模拟信号进行采样，然后将采集到的模拟值转换为相应的二进制代码。为了得到真实而稳定的转换数据，A/D转换过程就要满足基本的性能指标，以使从离散的采样点数据可以最大限度地表征连续模拟信号。 A/D转换主要技术指标: ①量化精度：是指是指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，又称分辨率。通常用二进制位数来表示，如8位、10位精度的分辨率分别为1/28、1/210。10位精度能将采样到的模拟量值转换为一个10位二进制数，可以表示210=1024个不同的电平级别。位数越高，量化精度就越高。例如量化精度为8位，参考电压为5V，则检测到的模拟量变化为5/28=0.0195313V。 ②转换速率：指完成一次从模拟量到数字量的转换所需的时间的倒数。 积分式A/D转换的转换时间:毫秒级、低速A/D 逐次逼近式A/D：微妙级、中速A/D 纳秒级转换属于高速A/D ③采样速率：是指两次A/D转换之间的时间间隔的倒数，与转换速率是不同的两个概念。为了保证数字量对于模拟量的正确反映，采样频率必须满足奈奎斯特采样定律，另外采样频率还必须小于或等于A/D转换速率。 误差指标。。。 模拟放大、滤波。。。 数据预处理（中值滤波、均值滤波）、分析、物理量回归。。。 S12(X)A/D转换特点 S12X 内置2组8通道10位的A/D模块（ATD0、ATD1），采用逐次逼近型A/D转换器，自带采样保持，共有25个控制寄存器，输入电阻约25M?，输入模拟电压范围在0~5V之间选择。 特点： 8/10 位精度 8位转换时间6 us，10位转换时间7us. 采样缓冲放大器 可编程采样时间 左/右 对齐, 有符号/无符号结果数据 外部触发控制 转换完成中断 模拟输入8通道复用，扫描转换 模拟/数字输入引脚复用 1到8转换序列长度 连续转换模式 多通道扫描方式 相关引脚 VDDA、VSSA---ATD模拟电路电源和地，应分别接MCU的VDD、VSS VRH、VRL---ATD参考高电压和低电压。通常可接VDDA、VSSA 参考电压VRH不能大于ATD的电源电压，VRL不能为负电压 AN6/PAD6~AN0/PAD0：模拟量输入通道6~0，也可用作数字输入口。 AN7/ETRIG/PAD7：模拟量输入通道7，也可用作数字输入口。 在A/D转换的工作方式下，该引脚可以被配置成A/D转换的外部触发引脚 注：做通用并行AD口时：只能做输入口（无方向控制寄存器），无内部上拉电阻 运行模式 停止模