嵌入式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的原理及應(yīng)用

圖3ADC框圖

　　ADC可以工作于兩種模式――單次轉(zhuǎn)換和自由運(yùn)行。在單次轉(zhuǎn)換模式下，用戶必須啟動(dòng)每一次轉(zhuǎn)換，而在自由運(yùn)行模式下，ADC會(huì)連續(xù)采樣并更新ADC數(shù)據(jù)寄存器。ADCSR的ADFR位用于選擇A／D轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行模式。
　　由于模擬通道的轉(zhuǎn)換總是要延遲到轉(zhuǎn)換的結(jié)束，因此，自由運(yùn)行模式可以用來掃描多個(gè)通道，而不中斷轉(zhuǎn)換器。一般來說，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷用于修改通道，但需考慮一下因素；結(jié)果一旦準(zhǔn)備好，中斷就被觸發(fā)，在自由運(yùn)行模式，中斷一被觸發(fā)，則下一次轉(zhuǎn)換馬上開始。如果中斷觸發(fā)過后，模擬通道改變，而下一次轉(zhuǎn)換已經(jīng)開始，則仍舊使用以前設(shè)置。
　　3.1 ADC噪聲消除技術(shù)
　　AT90S8535的內(nèi)外部數(shù)字電路會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，從而影響模擬測(cè)量精度。如果要求測(cè)量精度較高，則應(yīng)采取如下技術(shù)以減少噪聲：
1)　　AT90S8535的模擬部分及其他的模擬器件在PCB板上要有獨(dú)立的地線層。模擬地與數(shù)字地單點(diǎn)相連；
2)　　使模擬信號(hào)通路盡量短。使模擬走線在模擬地上通過，并盡量保持遠(yuǎn)離高速數(shù)字通路的走線；
3)　　AVCC要通過一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)連接到VCC；
4)　　利用ADC的噪聲消除功能減小來自CPU的噪聲；
5)　　如果A口的一些引腳作數(shù)字輸出口，則在ADC轉(zhuǎn)換過程中，這些口不要改變其狀態(tài)。
　　3.2　ADC噪聲消除功能的實(shí)現(xiàn)
　　ADC可以在CPU空閑模式下進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這一特征使得可以抑制來自CPU的噪聲。為了實(shí)現(xiàn)這一特性，需采取一下措施：
A)　　必須選擇單次轉(zhuǎn)換模式，ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷必須使能；
ADEN=1;ADSC=0;ADFR=0;ADIE=1;
B)　　進(jìn)入空閑模式。一旦CPU停止，則ADC將開始轉(zhuǎn)換；
C)　　如果在ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束之前沒有發(fā)生其它中斷，則ADC中斷將喚醒MCU并執(zhí)行ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷。
微控制器片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器由于自身的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)，在許多應(yīng)用中會(huì)遇到與獨(dú)立A/D轉(zhuǎn)換器不同的問題，但大多數(shù)嵌入微控制器的A/D器都具有像AT90S8535相似的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，采取的消噪技術(shù)和方法也大致相同，我們需根據(jù)具體情況具體分析需采取嵌入A/D還是獨(dú)立A/D，并根據(jù)具體需求采取必要的措施來提高A/D轉(zhuǎn)換器的精度。