ADC是模數轉換器的縮寫，我們通常見到的像8位ADC、16位ADC、24位ADC，將自然界中(zhong)的(de)模(mo)擬量轉換為MCU識別的(de)數字(zi)量。通過(guo)ADC，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)采(cai)集各(ge)種傳感器的(de)測量數據，增強嵌入式設備的(de)環境感知能(neng)力(li)。
ADC原理
ADC有(you)多(duo)種配置(zhi)，常見(jian)的有(you)逐次逼(bi)近型(xing)、積分型(xing)和∑-Δ型(xing)、并(bing)行(xing)比較型(xing)等。目前，單片機被(bei)廣泛應(ying)用。以STM32為例(li)，它是逐次逼(bi)近類型(xing)。
逐次逼(bi)近類(lei)型的原理類(lei)似(si)于(yu)天平(ping)稱(cheng)重。稱(cheng)重時，將(jiang)要測(ce)量(liang)的物(wu)體放在一(yi)端(duan)，將(jiang)砝碼(ma)放在另一(yi)端(duan)。如果權重端(duan)相對較重，則(ze)移(yi)除一(yi)個，然后(hou)放置二次權重，直到兩(liang)端(duan)的權重相等(deng)。
逐(zhu)(zhu)次逼(bi)近類型由比較器、d/a轉換器、緩沖寄(ji)存(cun)器和幾個控制邏輯(ji)電路組成，ADC逐(zhu)(zhu)位比較從(cong)高到(dao)低，工作過(guo)程如(ru)下。
1、清除緩沖寄存器
2、轉(zhuan)換開始后，首(shou)先將(jiang)寄存器的高位置1發送(song)到d/a轉(zhuan)換器，d/a轉(zhuan)換后的模擬量發送(song)到比較器，稱為Vo 。
3、如果vo<，則(ze)將(jiang)其(qi)與比較器要轉換的(de)模擬(ni)量VI進行(xing)比較；六、 該位(wei)保留，否則(ze)清除為0 。
4、將寄(ji)存器(qi)的(de)二(er)高階設置為(wei)1，將寄(ji)存器(qi)中的(de)新數(shu)字(zi)量發送到d/a轉換器(qi)，然后將輸(shu)出VO與VI進行比較，如果VO<；六、 保留該位，否(fou)則(ze)將其清除為(wei)0
循環此過程(cheng)，直到(dao)寄存器的低位(wei)獲(huo)得數字(zi)量的輸出。
ADC分辨率
ADC精度由位(wei)(wei)數(shu)決定，例如16位(wei)(wei)ADC、24位(wei)(wei)ADC、32位(wei)(wei)ADC
例(li)如，滿(man)標度(du)電壓(ya)為(wei)(wei)(wei)5V的(de)16位(wei)(wei)ADC表示ADC的(de)分(fen)辨率為(wei)(wei)(wei)2的(de)16次方，總計65536位(wei)(wei)，即16位(wei)(wei)ADC的(de)小變(bian)化幅度(du)為(wei)(wei)(wei)1bit。5V分(fen)為(wei)(wei)(wei)65536個部分(fen)，可測量的(de)小電壓(ya)變(bian)化為(wei)(wei)(wei)5/65536v。現在我們讀取的(de)ADC值(zhi)為(wei)(wei)(wei)1200，那么實際電壓(ya)應(ying)為(wei)(wei)(wei)1200*5/65535。
ADC參考電壓
參考(kao)電壓是(shi)ADC測量(liang)精(jing)度的基(ji)本保障。參考(kao)電壓的設(she)計是(shi)很(hen)重要，它(ta)關(guan)系(xi)到整個系(xi)統設(she)計的準(zhun)確性。上例中提到的5vadc意(yi)味著該ADC的參考(kao)電壓為(wei)5V。當ADC處于滿標(biao)度時，測量(liang)值為(wei)參考(kao)電壓，用于校(xiao)正測量(liang)值。
在(zai)設計電(dian)(dian)路(lu)時，應特別(bie)注意ADC的(de)參(can)(can)考電(dian)(dian)壓(ya)，不要(yao)將超過ADC參(can)(can)考電(dian)(dian)壓(ya)的(de)信號(hao)(hao)線直接連接到ADC的(de)輸入(ru)端。此時，我們需要(yao)使用(yong)精密電(dian)(dian)阻分壓(ya)器(qi)或放大器(qi)分壓(ya)器(qi)來(lai)調整信號(hao)(hao)。
