飞思卡尔单片机AD转换模块简介
51ad转换模块原理
51ad转换模块是一种常见的模块化电子设备，广泛应用于各种电子系统中。
该模块的主要功能是将数字信号转换为模拟信号，以便与模拟电路进行交互。
在本文中，我们将详细介绍51ad转换模块的原理和工作方式。
一、引言51ad转换模块是一种基于51单片机的模块化设备，它通过将数字信号转换为模拟信号，实现了数字与模拟电路之间的数据传输。
在如今的电子系统中，数字信号处理已经变得非常普遍，但是仍然存在很多需要模拟信号进行处理的场景，因此51ad转换模块的应用非常重要。
二、基本原理51ad转换模块的基本原理是利用模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号，然后通过数模转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号。
这样就可以实现数字信号与模拟信号之间的转换。
1. 模数转换器（ADC）模数转换器是将模拟信号转换为数字信号的关键部件。
它通过采样和量化的方式对输入的模拟信号进行数字化处理。
具体来说，ADC首先对模拟信号进行采样，即按照一定的时间间隔对信号进行抽样。
然后，采样到的信号经过量化处理，即将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
最后，通过编码器将离散的数字信号转换为二进制代码，以表示原始的模拟信号。
2. 数模转换器（DAC）数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的重要组成部分。
它通过解码器将数字信号转换为相应的模拟信号。
具体来说，DAC中的解码器将二进制代码转换为模拟信号的幅度值。
然后，这个幅度值通过一个滤波器进行平滑处理，得到最终的模拟信号。
三、工作方式51ad转换模块的工作方式可以分为输入和输出两个过程。
1. 输入过程在输入过程中，外部模拟信号通过输入端口进入模块。
首先，模拟信号经过一个低通滤波器进行预处理，滤除高频噪声和杂散信号。
然后，经过模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。
转换后的数字信号被传输到51单片机中进行处理。
2. 输出过程在输出过程中，经过处理的数字信号从51单片机中传输到数模转换器（DAC）。
单片机ADC DAC模数转换原理及应用
单片机ADC DAC模数转换原理及应用单片机是一种集成电路，拥有微处理器、内存和输入输出设备等多个功能模块。
其中，ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）和DAC（Digital-to-Analog Converter，数模转换器）模块是单片机中非常重要的功能模块。
本文将介绍单片机ADC DAC模数转换原理以及其应用。
一、ADC模数转换原理ADC模数转换器负责将连续变化的模拟信号转换为相应的数字信号。
其基本原理是通过对连续模拟信号进行采样，然后将采样值转换为离散的数字信号。
ADC一般包括采样保持电路、量化电路和编码电路。
1. 采样保持电路采样保持电路主要用于对输入信号进行持久采样。
当外部输入信号经过开关控制后，先通过采样保持电路进行存储，然后再对存储的信号进行采样和转换，以确保准确性和稳定性。
2. 量化电路量化电路根据模拟信号的幅值幅度进行离散化处理。
它将连续的模拟信号分为若干个离散的电平，然后对每个电平进行精确的表示。
量化电路的精度越高，转换的数字信号越准确。
3. 编码电路编码电路将量化电路输出的离散信号转换为相应的二进制码。
通常使用二进制编码表示，其中每个量化电平都对应一个二进制码。
编码电路将模拟信号通过ADC转换为数字信号，供单片机进行处理。
二、DAC数模转换原理DAC数模转换器是将数字信号转换为相应的模拟信号，用于将单片机处理的数字信号转换为可用于模拟环境的连续变化的模拟信号。
DAC的基本原理是通过数模转换，将离散的数字信号转换为连续变化的模拟信号。
1. 数字输入DAC的数字输入是单片机输出的数字信号，通常为二进制码。
数字输入信号决定了模拟输出信号的幅值大小。
2. 数模转换电路数模转换电路将数字输入信号转换为相应的模拟信号。
它根据数字输入信号的二进制码选择合适的电平输出，通过电流或电压形式输出连续变化的模拟信号。
3. 滤波电路滤波电路用于过滤数模转换电路输出的模拟信号，以确保输出信号的质量。
ad转换模块引脚输入和输出
ad转换模块引脚输入和输出AD转换模块是一种将模拟信号转换为数字信号的电路模块。
它通常由模数转换器、采样保持电路、时钟电路等组成。
在实际应用中，AD转换模块被广泛应用于工业自动化、医疗设备、通信设备等领域。
本文将详细介绍AD转换模块的引脚输入和输出。
一、AD转换模块的引脚类型1. 电源引脚AD转换模块需要接受外部供电，因此需要有电源引脚。
通常情况下，AD转换模块的电源引脚有两个，一个是正极，一个是负极。
正极一般标记为VCC或者AVDD，负极则标记为GND或者AGND。
2. 控制引脚AD转换模块需要通过控制引脚来控制采样速率、采样精度等参数。
这些控制参数可以通过SPI接口或者I2C接口进行设置。
常见的控制引脚包括：（1）CS：芯片选择信号。
（2）SCLK：串行时钟信号。
（3）SDI：串行数据输入信号。
（4）SDO：串行数据输出信号。
3. 输入引脚AD转换模块的输入引脚用于接收模拟信号。
输入引脚一般有两个，一个是正极，一个是负极。
正极一般标记为AIN+，负极则标记为AIN-。
4. 输出引脚AD转换模块的输出引脚用于输出数字信号。
输出引脚一般只有一个，标记为DOUT。
二、AD转换模块的输入和输出特性1. 输入特性（1）输入范围：AD转换模块的输入电压范围是指在不损坏芯片的情况下，可以正确采样的电压范围。
一般情况下，AD转换模块的输入电压范围为0V~VREF。
（2）采样率：AD转换模块的采样率是指每秒钟可以进行多少次采样。
采样率越高，精度越高，但芯片成本也会随之增加。
（3）分辨率：AD转换模块的分辨率是指数字信号与模拟信号之间的精度差异。
分辨率越高，则数字信号与模拟信号之间的误差就越小。
2. 输出特性（1）输出格式：AD转换器通常会将数字信号以二进制形式输出。
因此，在使用数字信号时需要进行解码。
（2）输出速率：AD转换器的输出速率是指每秒钟可以输出多少个数字信号。
输出速率越高，则芯片的处理速度也会越快。
飞思卡尔AD模块总结
飞思卡尔H12系列AD（模数转换）模块总结————下面对CodeWarrior IDE中生成的有关AD的函数做个总结一、函数用法。
1.void ADC_PE_Init(void){。
}初始化函数，在主函数中PE_low_level_init()；语句中执行，不用用户调用。
初始化中EnUser=1。
2.ISR(ADC_PE_Interrupt){。
}AD中断入口函数，AD中断时系统自行调用，用户可忽略。
3.static void HWEnDi(void){ }使能或禁止AD转换。
系统调用4byte ADC_PE_Enable(void){if (EnUser) { /* Is the device enabled by user? */return ERR_OK; /* If yes then set the flag "device enabled" */}EnUser = TRUE; /* Set the flag "device enabled" */HWEnDi(); /* Enable the device */return ERR_OK; /* OK */}有事件发生时，使能AD5.byte ADC_PE_Disable(void){if (!EnUser) { /* Is the device disabled by user? */return ERR_OK; /* If yes then OK */}EnUser = FALSE; /* If yes then set the flag "device disabled" */ HWEnDi(); /* Enable the device */return ERR_OK; /* OK */}没有事件发生时，禁止AD6.byte ADC_PE_Start(void){if (!EnUser) { /* Is the device disabled by user? */return ERR_DISABLED; /* If yes then error */}if (ModeFlg != STOP) { /* Is the device in running mode? */return ERR_BUSY; /* If yes then error */}ModeFlg = CONTINUOUS; /* Set state of device to the continuos mode */HWEnDi(); /* Start measurement */return ERR_OK; /* OK */}调用这个函数可让所有在bean中设置的AD通道，连续转换一次，每次转换的数据存储在文件开头定义的ADC_PE_OutV [ ]数组中。
AD转换基准电压总结(飞思卡尔电磁组)
基准电压总结通常AD/DA芯片都有两个电压输入端，一个是Vcc，一个是Vref，上图所示的芯片是DAC0832，Vcc是芯片的工作电压，Vref是DA转换的基准电压，AD/DA芯片对Vcc 的要求不是很高，但对基准电压Vref的要求就比较高。
S12的VRH引脚就是AD转换的基准电压输入端，在最小系统板上通过0Ω电阻和Vcc连在了一起。
一、什么叫基准电压我们知道，AD/DA转换时需要一个电压参考值，而且要求这个参考值要稳定，这个稳定的电压参考值就叫做基准电压。
比如AD（8位）转换时，假设参考电压时5V，输入量是2V，则转换后得到的数字量就是(2/5)*255=102。
二、智能车制作过程中遇到的问题最开始我们组是利用LM2940稳压芯片输出的5V电压作为S12芯片内部AD转换的电压参考值，但采集回来的电磁信号AD值时常出现跳变，为什么？经过排除其他原因后，我们发现原因就在于基准电压不稳定，夸张地举个例子（8位AD），假设参考电压是5V，采集到的电磁模拟信号是2V，那么得到的数字量是102，但是由于某种原因参考电压突然变为4V，那么得到的数字量就突变为127，转换不准确，使得S12单片机产生误动作，要是时常发生这类突变，后果可想而知，车子根本跑不了！！！三、LM2940与MC1403芯片通过上面举的例子，我想说的是，LM2940输出的5V电压并非稳定，因为LM2940属于功率型稳压芯片，就是说其输出的电压会受流过LM2940的电流的影响，电流短时间发生较大变化时，其输出电压也会相应发生变化（1V以内，典型值是0.5V），由于挂在LM2940上的负载较多，电流值变化较大，也就是说输出电压也会变化，而AD转换需要的却是一个稳定的参考电压，显然LM2940无法满足这个条件，因此AD值跳变是肯定的；那么用哪个芯片作为基准电压更为恰当呢，答案肯定是有很多的，我们后来采用的芯片是MC1403，其输出电压很稳定，输出电压值为2.5V，关键在于即使输入电压变化较大，MC1403的输出误差也在1%以内，显然这可以满足我们AD转换所需基准电压的要求。
AD转换模块课件
为了提高能效，需要合理地管理电源，如使用开关电源和动态电压 调节技术。
CHAPTER
04
AD转换模块的接口与编程
硬件接口
模拟信号输入接口
用于连接模拟信号源，如传感器等，将模拟信号传输到AD转换 模块。
数字信号输出接口
将转换后的数字信号输出，通常连接微控制器或其他数字设备。
控制信号接口
逐次逼近型AD转换器
总结词
逐次逼近的方式将输入模拟信号转换为数字输出。
详细描述
逐次逼近型AD转换器采用逐次逼近的方式将输入模拟信号转换为数字输出。它通过不断调整比较器的参考电压 ，逐渐逼近输入模拟信号，最终得到数字输出。逐次逼近型AD转换器具有分辨率高、线性度好、转换速度快等 优点，但功耗较大。
并行比较/串并行型AD转换器
总结词
采用并行比较或串并行方式将输入模拟信号转换为数字输出。
详细描述
并行比较/串并行型AD转换器采用并行比较或串并行方式将输入模拟信号转换为数字输出。它通过多 个比较器同时比较输入模拟信号与多个参考电压，得到数字输出。并行比较/串并行型AD转换器具有 转换速度快、分辨率高等优点，但电路复杂度较高。
压频转换型AD转换器
AD转换模块的应用场景
信号处理
在信号处理系统中，AD转换模块 用于将模拟信号转换为数字信号 ，便于进行进一步的处理和分析
。
控制系统
在控制系统中，AD转换模块用于 将传感器的模拟信号转换为数字信 号，便于控制器进行数据处理和控 制。
数据采集
在数据采集系统中，AD转换模块用 于将模拟信号转换为数字信号，便 于计算机或其他数据处理设备进行 存储和处理。
AD转换模块PPT课件
CONTENTS
飞思卡尔之ATD模块
飞思卡尔之ATD模块今天看了ATD的模块，⼿头上有dg系列的资料，⽽⽤到的开发板是XS系列的。
在⽹上很难找到有关S12XS系列的中⽂资料，所以只能对着datasheet看，再加上⽹上搜集到的⼀些资料，有关此模块的⼀些⼩总结：S12XS系列MCU的ATD模块有27个寄存器，六个转换控制寄存器，两个转换状态寄存器，⼀个⽐较使能寄存器，⼀个⽐较⽅式寄存器和16个转换结果寄存器，附上⼀段例程void ATD_init(void){ATD0CTL1=0x0f; //选择8位转换精度ATD0CTL2=0x40; //打开CCF快速清零位，关闭外部触发输⼊，关闭中断ATD0CTL3=0x08; //数据左对齐，non-fifo,转换序列长度为1ATD0CTL4=0xE3; //采样时间为24个ATD时钟期， ATDCLK=8MB/8=1MHz}⼀般常⽤到的也就是这段例程中⽤到的⼏个寄存器。
//-----------------------------------------------------------////功能说明：MC9S12XS128--ATD例程//使⽤说明：由通道ATD0进⾏多通道A/D转换，转换值在B⼝显⽰//程序设计：DEMOK⼯作室（）//设计时间：2010.03.12//------------------------------------------------------------//#include <hidef.h>#include "derivative.h"word AD_wValue;//AD转换结果//--------------初始化函数----------------////-----时钟初始化程序--------//void PLL_Init(void) //PLLCLK=2*OSCCLK*(SYNR+1)/(REFDV+1){ //锁相环时钟=2*16*(2+1)/(1+1)=48MHzREFDV=1; //总线时钟=48/2=24MHzSYNR=2;while(!(CRGFLG&0x08));CLKSEL=0x80;}//-----ATD初始化程序--------//void AD_Init(void){ATD0CTL1=0x00; //选择AD通道为外部触发,8位精度,采样前不放电ATD0CTL2=0x40; //标志位⾃动清零，禁⽌外部触发, 禁⽌中断ATD0CTL3=0xa0; //右对齐⽆符号,每次转换4个序列, No FIFO, Freeze模式下继续转ATD0CTL4=0x01; //采样时间为4个AD时钟周期,PRS=1,ATDClock=6MHzATD0CTL5=0x30; //特殊通道禁⽌,连续转换 ,多通道转换，起始通道为0转换4个通道ATD0DIEN=0x00; //禁⽌数字输⼊}//-----读取AD转换结果--------//void AD_GetValue(word *AD_wValue){*AD_wValue=ATD0DR0; //读取结果寄存器的值}//-----主函数--------//void main(void){PLL_Init();AD_Init();DDRB=0xFF;PORTB=0x00;EnableInterrupts;for(;;){while(!ATD0STAT2_CCF0); // 等待转换结束while(ATDOSTAT2_CCF0==1) AD_GetValue(&AD_wValue); // 读取转换结果PORTB = (byte)AD_wValue; // 在B⼝显⽰转换值}}。
飞思卡尔第十章AD转换翻译
第10章模拟到数字转换器（ADC12B16CV1）修订历史10.1介绍该ADC12B16C是一个16通道，12位，多路输入的逐次逼近模拟到数字转换器。
请参考设备的电气规范ATD准确性。
10.1.1特点8 - ，10 - ，或12位分辨率。
在停止模式转换使用内部产生的时钟自动返回到低电源转换后序列自动比较打断高于或更少/可编程值同比可编程的采样时间。
左/右对齐结果数据。
外部触发控制。
序列完成中断。
模拟输入通道的16个模拟输入多路复用器。
特别转换为VRH造型，VRL，（VRL + VRH造型）/ 2。
1至16的转换序列的长度。
连续转换模式。
多通道扫描。
可配置的任何广告或增设4个通道触发任何外部触发功能投入。
四个额外的触发输入可以芯片外部或内部。
请参考设备规范的可用性和连接。
通道周围包裹配置位置（当转换序列中的多个频道）。
10.1.2操作模式10.1.2.1转换模式有软件性能的单间，或连续转换一个可编程的选择单通道或多通道。
10.1.2.2MCU的运行模式停止模式- ICLKSTP = 0 ATDCTL2寄存器（）进入停止模式中止任何正在进行的转换序列，如果一个序列已中止退出后重新启动它停止模式。
这有同样的效果为出发1 /后果转换序列与写入ATDCTL5。
因此，从停止模式退出后，与一以前中止顺序等所有标志都清零- ICLKSTP = 1 ATDCTL2登记（）A / D转换序列的基础上无缝继续在国内产生的停止模式时钟ICLK作为ATD时钟。
转换过渡期间从运行到停止模式或副相反的结果是不写入结果登记，没有国家合作框架的标志设置，也没有做比较。
当在停止模式（转换ICLKSTP = 1）一停止ATD是恢复时间tATDSTPRCV要切换到基于ATDCLK总线时钟停止模式时离开。
不要访问在此期间ATD寄存器。
等待模式ADC12B16C行为在运行相同，等待模式。
为了降低功耗连续性转换之前，应中止进入等待模式。
冻结模式在冻结模式下ADC12B16C要么继续或完成或停止转换根据FRZ1和FRZ0位。
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A/D转换模块
1、A/D转换原理
A/D转换的过程是模拟信号依次通过取样、保持和量化、编码几个过程后转换为数字格式。
a)取样与保持
一般取样与保持过程是同时完成的，取样-保持电路的原理图如图16
所示，由输入放大器A
1、输出放大器A
2
、保持电容C
H
和电子开关S组成，
要求 A
V1 * A
V2
= 1。
原理是：当开关S闭合时，电路处于取样阶段，电容
器充电，由于 A
V1 * A
V2
= 1，所以输出等于输入；当开关S断开时，由于
A 2输入阻抗较大而且开关理想，可认为C
H
没有放电回路，输出电压保持不
变。
图16 取样-保持电路
取样-保持以均匀间隔对模拟信号进行抽样，并且在每个抽样运算后在足够的时间内保持抽样值恒定，以保证输出值可以被A/D 转换器精确转换。
b)量化与编码
量化的方法，一般有舍尾取整法和四舍五入法，过程是先取顶量化单位Δ，量化单位取值越小，量化误差的绝对值就越小，具体过程在这里就不做介绍了。
将量化后的结果用二进制码表示叫做编码。
2、A/D转换器的技术指标
a)分辨率
分辨率说明A/D转换器对输入信号的分辨能力，理论上，n位A/D转换器能区分的输入电压的最小值为满量程的
1/2n 。
也就是说，在参考电压一定时，输出位数越多，量化单位就越小，分辨率就越高。
S12的ATD模块中，若输出设置为8位的话，那么转换器能区分的输入信号最小电压为19.53mV。
b)转换时间
A/D转换器按其工作原理可以分为并联比较型（转换速度快ns级）、逐次逼近型（转换速度适中us级）、双积分型（速度慢抗干扰能力强）。
不同类型的转化的A/D转换器转换时间不尽相同，S12的ATD模块中，8位数字量转换时间仅有6us，10位数字量转换时间仅有7us。
S12内置了2组10位/8位的A/D模块：ATD0和ATD1，共有16个模拟量输入通道，属于逐次逼近型A/D转换器（这个转换过程与用天平称物的原理相似）。
1、功能结构图
图17 A/D 模块功能结构图
图17所示的是A/D 模块的功能结构，这个功能模块被虚线划分成为图示所示的虚线所隔离的三个部分：IP 总线接口、转换模式控制/寄存器列表，自定义模拟量。
IP 总线接口负责该模块与总线的连接，实现A/D 模块和通用I/O 的目的，还起到分频的作用；
转换模式控制寄存器列表中有控制该模块的所有的寄存器，执行左右对齐运行和连续扫描。
自定义模拟量负责实现模拟量到数字量的转换。
包括了执行一次简单转换所需的模拟量和数字量。
2、HCS12中A/D转化模块特点
8/10 位精度；7 us, 10-位单次转换时间.；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；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。
ATD 模块有模拟量前端、模拟量转换、控制部分及结果存储等四部分组成。
其中模拟前端包括多路转换开关、采样缓冲器、放大器等，结果存储部分主要有8个16 位的存储器和反映工作状态的若干标志位。