ADC实验

1 A/D转换的概念

A/D转换时将模拟信号转换为数字信号，被广泛应用于控制领域

2 常见A/D转换器分类：

2.0 积分型

积分型AD工作原理时将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。初期的单片A/D大多采用积分型，但是现在逐次比较型已逐步成为主流。

2.1 逐次比较型

逐次比较型A/D由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较输出数字值。其电路规模术语中等。其优点是速度较高，功耗低，在低分辨率（小于12）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。

2.2 并型比较型/串并行比较型

并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称Flash（快速）型。但是由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也比较大，价格也高，只能适用视频AD转换器等速度特别高的领域。

3 A/D转换器的主要技术指标

3.0满度输出时对应的输入信号分辨率（Resoulution）

代表A/D转化的精度

3.1 转化速率（Conversion Rate）

是指完成一次模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数

3.2 量化误差（Quantizing Error）

由于AD的有限分辨率而引起的误差

3.3 偏移误差(Offset Error)

输入信号为零时输出信号不为零的值

3.4 满刻度误差（Full Scale Error）

实际信号与理想输入信号值之差

3.5 线性度（Linearity）

实际转换器的转换函数与理想直线的最大偏移，不包括以上3种误差

4 ADC实验

4.0 电路图

4.1相关寄存器

其中需要用到ADCCON,ADCDAT,ADCMUX

4.2 ADCCON

4.3 ADCDAT

4.4 ADCMUX

4.4 需要用到的计算公式

4.4.0 单次ADC转换时间

单个A/D转化频率=ADC的时钟源频率/（预分频值+1）
A/D转化时间=A/D周期数/单个A/D转换的频率
例子：假如ADC的时钟源频率为100MHZ，预分频值为99，ADC周期数为5
A/D转换时间=5/1MHZ=5/1 000 000=5 000 ms =5 us

4.4.1 ADC实际电压

（最大输入电压 X ADCDAT_Value）/ 2^{分辨率位数} =实际电压

4.5 程序代码

#include "exynos_4412.h"

void delay(unsigned int i)
{
    while(i--);
}



void ADC_Init()
{
	/* 配置ADC分辨率 12bit*/
	ADCCON |= (1 << 16);

	/* 打开分频器 */
	ADCCON |= (1 << 14);

	/* 配置分频系数 100,转换周期为 5/(100Mhz/100) = 5us*/
	ADCCON = ADCCON & (~(0xFF << 6)) | (99 << 6);

	/* 关闭低功耗模式 */
	ADCCON &= (~(1 << 2)); 

	/* 关闭连续转换模式 */
	ADCCON &= (~(1 << 1));

	/* 选择转换通道 */
	ADCMUX = 0x3;
}

/**
 * @description: 获取转化的电压 
 * @param {*}
 * @return {*}
 */
unsigned int ADC_do()
{
		unsigned int ADCvalue;
		
		/* 打开单次转换模式 */
		ADCCON |= 1;

		/* 检查转换是否完成 */
		while(!(ADCCON & (1 << 15)));

		/* 接收数据 */
		ADCvalue = ADCDAT & 0xFFF;

		/* 转化数据，单位：mv，m*(1.8/2^12)*1000 */
		ADCvalue *= 0.44;

		return ADCvalue;
}

int main()
{
	unsigned int ADCvalue;
	ADC_Init();
	while(1)
	{
		ADCvalue = ADC_do();
		if(ADCvalue <= 1800 && ADCvalue >= 1501)
		{
					delay(1000000);
	printf("ADCvalue =%dmv\n", ADCvalue);
			delay(1000000);
		}
		else if(ADCvalue <= 1500 && ADCvalue >= 1001)
		{
				delay(1000000);
	printf("ADCvalue =%dmv\n", ADCvalue);
			delay(1000000);
		}
		else if(ADCvalue <= 1000 && ADCvalue >= 501)
		{
					delay(1000000);
	printf("ADCvalue =%dmv\n", ADCvalue);
			delay(1000000);
		}
		else if(ADCvalue <= 500 && ADCvalue >0)
		{

		
			delay(1000000);
	printf("ADCvalue =%dmv\n", ADCvalue);
			delay(1000000);
		}
		
		printf("ADCvalue =%dmv\n", ADCvalue);
	}
	return 0;
}

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效果，会打印出实际电压