ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器有哪些種類?ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)!
在這篇文章中,小編將為大家?guī)?lái)ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的相關(guān)報(bào)道。如果你對(duì)本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器分類
1、積分型
積分型AD工作原理是將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間(脈沖寬度信號(hào))或頻率(脈沖頻率),然后由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器獲得數(shù)字值。
2、逐次比較型
逐次比較型AD由一個(gè)比較器和DA轉(zhuǎn)換器通過(guò)逐次比較邏輯構(gòu)成,從MSB開始,順序地對(duì)每一位將輸入電壓與內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較,經(jīng)n次比較而輸出數(shù)字值。其電路規(guī)模屬于中等。
3、并行比較型/串并行比較型
并行比較型AD采用多個(gè)比較器,僅作一次比較而實(shí)行轉(zhuǎn)換,又稱FLash(快速)型。由于轉(zhuǎn)換速率極高,n位的轉(zhuǎn)換需要2n-1個(gè)比較器。
4、串并行比較型
Half flash(半快速)型:是由2個(gè)n/2位的并行型AD轉(zhuǎn)換器配合DA轉(zhuǎn)換器組成,用兩次比較實(shí)行轉(zhuǎn)換。
三步或多步實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換的叫做分級(jí)(Multistep/Subrangling)型AD,而從轉(zhuǎn)換時(shí)序角度又可稱為流水線(Pipelined)型AD,現(xiàn)代的分級(jí)型AD中還加入了對(duì)多次轉(zhuǎn)換結(jié)果作數(shù)字運(yùn)算而修正特性等功能。
5、Σ-Δ調(diào)制型
Σ-Δ型AD由積分器、比較器、1位DA轉(zhuǎn)換器和數(shù)字濾波器等組成。原理上近似于積分型,將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間(脈沖寬度)信號(hào),用數(shù)字濾波器處理后得到數(shù)字值。
6、壓頻變換型
壓頻變換型是通過(guò)間接轉(zhuǎn)換方式實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的。將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率,然后用計(jì)數(shù)器將頻率轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。
二、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)
我們先來(lái)看一下電路設(shè)計(jì):
我們可以看到,電源輸出VIN通過(guò)R6和R5兩個(gè)分壓電阻,將其線性的降壓到ADC1_CH0電路中,并接到PA0引腳上??梢杂?jì)算得到以下內(nèi)容:
我們通過(guò)了這個(gè)兩個(gè)電阻分壓的線性降壓電路將11.1v到12.6v的電壓降低到2.868v到3.256v。為什么這個(gè)做呢?原因是STM32的AD轉(zhuǎn)換引腳能夠接受的模擬電壓范圍為的最大值是3v。當(dāng)我們通過(guò)STM32的ADC采集將降壓后的電源轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào),再通過(guò)程序還原成原始的電壓數(shù)值,我們就可以得到電源電壓了。假設(shè)ADC采集到的電壓為v,于是我們可以得到電源電壓V的值的計(jì)算方法為:
接下來(lái),我們來(lái)編寫STM32程序,通過(guò)ADC采集到我們的電源電壓:
這樣我們就完成了ADC1的CH0的配置工作。之后我們還需要編寫一個(gè)函數(shù)用于讀取ADC1中CH0的數(shù)字信號(hào)值:
最后,我們通過(guò)在main函數(shù)中對(duì)ADC1中的CH0進(jìn)行配置,并在主循環(huán)中讀取電源電壓信息:
當(dāng)我們通過(guò)調(diào)用adc_get(0)函數(shù)得到采集電壓v之后,再通過(guò)uart_write(v)函數(shù)將電壓值發(fā)送到串口當(dāng)中方便我們觀察。讀者只需要了解得到電壓v之后如何計(jì)算出電源電壓即可。例如我們從串口中得到的數(shù)據(jù)如下:
實(shí)際上,我們得到了很多組數(shù)據(jù),它們之間會(huì)存在一些小的差別,但并不很大。
我們,可以在電源電壓接近11v時(shí)再進(jìn)行一次采集和計(jì)算,我們采集到的數(shù)據(jù)為50 DF:
通過(guò)上述方法計(jì)算得到電源電壓為:
16進(jìn)制轉(zhuǎn)10進(jìn)制: 0xDF50 = 57168
除以16通道分辨率: 57168 / 65535 = 0.872327764
乘以電路中分壓值3.256v: 0.872327764 × 3.256 = 2.840299199
轉(zhuǎn)為實(shí)際電源電壓: 2.840299199 × 387 ÷ 100 = 10.992
最后,我們就得到了電源電壓為10.992v約等于11v
于是,我們通過(guò)程序來(lái)計(jì)算上面的內(nèi)容:
這樣我們就完成了通過(guò)STM32采集電源的電壓,方便我們以后實(shí)時(shí)查看小車的電源情況。
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