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          提高PIC16C711單片機(jī)片內(nèi)A/D分辨率的方法

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          作者:中國直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所 李艷萍 蔡春富 時(shí)間:2007-08-27 來源:?jiǎn)纹瑱C(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 收藏
          目前,中嵌入的一般為8位到10位,難以滿足信號(hào)處理應(yīng)用中高分辨率的要求;而外接高分辨率的將使成本明顯提高,因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/A/D">A/D轉(zhuǎn)換器的價(jià)格將隨其位數(shù)的增加而成倍增加。本文介紹一種提高片內(nèi)A/D分辨率的方法,將片內(nèi)的8位A/D提高到11位。這種方法在PIC系列的其他也適用。

            美國Microchip公司推出的8位單片機(jī)是一種性能價(jià)格比很高的單片機(jī)。它價(jià)格低、封裝小、采用CMOS工藝,具有OTP型,開發(fā)起來很方便。它內(nèi)含4路8位高速A/D,將它擴(kuò)展到11位后,可以大大提高單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的性能價(jià)格比。

            一、硬件電路

            實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展的原理圖如圖1所示。8個(gè)等值的精密電阻R將0~5V基準(zhǔn)電壓分割成8檔,每檔范圍為0.625V。8個(gè)抽頭分別接CD4051八選一模擬開關(guān)的8個(gè)輸入端,通道選擇控制端C,B,A分別由PIC16C711單片機(jī)的RB2,RB1,RB0控制。IC2和IC3為高輸入阻抗運(yùn)放,IC2構(gòu)成跟隨器,IC3構(gòu)成精密差分放大器。

          實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展的原理圖

            二、工作原理

            實(shí)現(xiàn)11位A/D轉(zhuǎn)換由PIC16C711

          做2次8位A/D轉(zhuǎn)換完成。PIC16C711有4個(gè)模擬量輸入通道RA0~RA3,這些模擬量輸入通道復(fù)用1個(gè)采樣保持器進(jìn)入到A/D轉(zhuǎn)換器。參考電壓Vref可以來自外部也可以來自內(nèi)部VDD,A/D轉(zhuǎn)換器屬于逐次逼近式,轉(zhuǎn)換結(jié)果(8位)存入ADRES寄存器。在A/D轉(zhuǎn)換前必然選擇適當(dāng)?shù)耐ǖ溃O(shè)置足夠的采樣時(shí)間。用戶可以通過設(shè)置A/D控制寄存器ADCON0和ADCON1來控制其轉(zhuǎn)換過程,同時(shí)A/D轉(zhuǎn)換的狀態(tài)也會(huì)在ADCON0中體現(xiàn)出來。

            先將待轉(zhuǎn)換的電壓Vi送到PIC16C711的RA0通道做一次A/D轉(zhuǎn)換。根據(jù)轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量由軟件算出Vi在8檔中位置,用Vi減去Vi所在檔的起始電壓。將所得差值放大8位,使之變?yōu)?~5V電壓信號(hào),再送給PIC16C711的RA1通道做1次A/D轉(zhuǎn)換,所得數(shù)字量是11位AD轉(zhuǎn)換的低8位,而檔位CBA就是高3位,從而實(shí)現(xiàn)11位A/D轉(zhuǎn)換。

            舉例說明如下:假設(shè)輸入電壓Vi為3V,程序控制PIC16C711的RA0通道先進(jìn)行第1次A/D轉(zhuǎn)換,所得結(jié)果是153,即3/5

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