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atc單片機ad解析度擴展

發布時間:2022-10-01 09:23:44

單片機晶元的半導體物理性質固定不變了,頻繁開了又關變動的選擇是由什麼決定的

1 )直流電壓檢測:外部直流電壓先經過隔離,模擬量隔離的方式-般有線性光耦、 隔離運放
等(不作要求也可以不可隔離) , 然後通過運放進行降壓,再經過RC濾波電路後接入ADC接
口,如下圖為本人常用的直流電壓采樣電路,直流28V電壓經過高精度電阻網路降壓後,再經
過差分運放進行隔離,通過差分運放可以將輸入電源地( 28GND_ IN )與採集電路模擬地
AGND隔離,然後通過RC電路進行濾波,最後接入處理器ADC介面;
2 )交流電壓檢測:外部交流電壓先經過隔離(一般採用電壓互感器隔離)、變壓、整流、變
壓、RC濾波然後接入ADC介面。如下圖為本人常用的一種交流電壓采樣電路,下圖采樣的是
400HZ交流電電壓,交流電壓先經過差分運放進行隔離,然後通過AD736晶元進行有效值轉
換(該晶元能將交流電壓轉化為直流電壓),然後通過運放放大 ,在經過RC電路進行濾波
(未畫出,原理和上圖一樣) , 最後接入ADC介面。.
如何選擇單片機,需考慮哪些因素?
了解了電壓采樣的原理之後,該如何選擇合適的單片機呢?單片機種類很多, 選型確實是令
人頭疼的事,但是有很重要,有很多不得不考慮的細節。單片機選型既要考慮是否能夠滿足
功能要求,還要考慮可靠性、經濟型、供貨情況等,- 般從以下幾個方面進行選型:
1、單片機是否有ADC介面(模數轉換介面) , ADC介面的數量, ADC介面的解析度多少?
比如10位、12位等,以及ADC采樣速率等,這是首要考慮的問題。ADC介面數量及有無直接
影響該功能,介面數量最好能滿足模擬量採集要求,比如有3路模擬量則選擇單片機時ADC接
口至少3路以上,沒有ADC介面的單片機也不是一定不能使用 ,可以通過AD介面晶元外擴實
現,但是增加電路設讓麻煩及設計成本。ADC介面的解析度直接影響AD的採集精度,AD的
位數越高其解析度越高,8位AD的分辦率只有Vref/255,10位AD的解析度為Vref/1023,
12位的AD解析度為Vref/4095 ,其中Vref為單片機的基準源(參考源)。比如要求0~ 10V的
輸入電壓采樣精度為0.5% (滿偏) , 則採用8位、10位的AD都達不到要求,只有12位以上的
AD才可以,這只是軟體誤差,采樣精度還包括硬住線路、器件等誤差。AD的采樣速率直接
影響AD數據的更新頻率,采樣速率也不 是選擇越高越好,能夠滿足實時更新頻率要求即可。
2、其它介面功能是否滿足系統要求,比如普通I0口的數量是否滿足要求,整個電壓採集系統
是否需要SCI通訊、CAN通訊、I2C通訊、 SPI通訊等介面, 定時器、外部中斷介面、PWM接
口等時候滿足實際要求,以及存儲器RAM、flash空間大小 ,能否滿足程序數據存儲等。
3、性能方面,單片機支持的最高時鍾頻率,選擇8位、16位還是32位單片機?單片機位數決
定了處理數據的匯流排寬度,如16位的數據使用16位單片機- -次就可完成,使用8位單片機則
需分兩次進行。還有其功耗對比,處理器都講究低功耗,功耗越低晶元的發熱量越小,性能
越穩定,可靠性越高。
4、價格方面,其它功性能參數都差不多的情況下,綜合考慮價格問題,節約經濟成本。
5、供貨情況,是否大公司生產的晶元,該晶元是否停產?能夠長期供貨?等。
STM32和C51單片機比較
1、STM32單片機是意法半導體生產的32位單片機,屬於ARM內核的-一個版本,比傳統的51
單片機高級很多!具有很多強大的資源,比如包含USB通訊介面。其主頻有24MHZ、
32MHZ、48MHZ、72MHZ、 84MHZ、100MHZ、 180MHZ等等, AD解析度有12位、14
位、16位等,還具有DAC介面(數模轉換介面),定時器、 中斷口、PWM介面等等,其功
能只會比51單片機多,是功能很強大的一款單片機,絕對能夠滿足系統設計要求。
2、C51單片機屬於8位的單片機,其常用的型號有89C51、89S51、 80C51、 87C51等,
C51單片機經過迭代升級,其功能還是不錯的, C51單片機的時鍾頻率-般33MHZ以內 ,有
的具有ADC介面有的沒有, -般具有8位、10位和12位的ADC介面,完全可以滿足一般精度
的模擬量採集。常用的一-些SCI、SPI、 I2C、 PWM、定時器、中斷等介面都有,推薦選
C8051系列單片機,是比較高級的單片機,內部集成了很多常用的外設。
總結: STM32和C51兩種類型的單片機都是可以滿足電壓系統檢測功能的, C51單片機較容
易入門,應用非常廣泛,資料也多,而STM32單片機比C51高級得多,比較難入門。若是新
手還是建議使用C51單片機更容易實現,若想最求高級,好學有時間,有精力可以使用
STM32增長知識,積累經驗也是不錯的選擇。

⑵ 單片機中AD轉換, 為什麼位數越多精度越高,兩者有什麼計算關系

ad轉換的精度是基於 基準電壓和電壓解析度的 基準電壓一定要准 電壓解析度 則與位數有關 位數越高 電壓的解析度也就越高 舉個例子 16位的ad 他的基準電壓為2.5v 那麼它能分辨 2.5/65536的電壓降 8位的ad 基準電壓為2.5v 那麼它能分辨 2.5/256 的電壓降 解析度與精度關系 比如 電壓變化了2.5/65536 的大小 8位的ad是檢測不出來的 只有16位的ad才能檢測出來 那麼16位ad精度就更高 就好比游標卡尺比普通的尺 精度高一樣的道理

⑶ A/D轉換器晶元的解析度指的是什麼

解析度是指AD轉換器對輸入信號的分辨能力。

A/D轉換器的解析度被定義為輸入信號值的最小變化,可通過一次計數改變數字輸出值。就理想的A/D轉換器而言,傳遞函數呈階梯狀,且每個步階寬度等於解析度。

但使用較高解析度(16位或16位以上)的系統時,傳遞函數的響應和理想的響應之間將存在較大的偏差。這是因為由A/D轉換器及驅動器電路產生的雜訊可降低該轉換器的解析度。

此外,如果一種直流(DC)電壓被施加到理想A/D轉換器的輸入端並進行了多次轉換,那麼數字輸出應始終是同一個代碼。

但在現實中,輸出代碼卻成了多個代碼,在多個位置上分布(見下圖的紅點群集),具體取決於系統總雜訊,其它因素還包括電壓參考和驅動器電路。系統里雜訊越多,數據點的群集范圍會越大,反之亦然。

(3)atc單片機ad解析度擴展擴展閱讀:

A/D轉換器的主要技術參數:

1.、轉換精度

(1)解析度

A/D轉換器的解析度以輸出二進制(或十進制)數的位數來表示。它說明A/D轉換器對輸入信號的分辨能力。從理論上講,n位輸出的A/D轉換器能區分2個不同等級的輸入模擬電壓,能區分輸入電壓的最小值為滿量程輸入的1/2n。

(2)轉換誤差

轉換誤差通常是以輸出誤差的最大值形式給出。它表示A/D轉換器實際輸出的數字量和理論上的輸出數字量之間的差別。

2、轉換時間

轉換時間是指A/D轉換器從轉換控制信號到來開始,到輸出端得到穩定的數字信號所經過的時間。A/D轉換器的轉換時間與轉換電路的類型有關。不同類型的轉換器轉換速度相差甚遠。

其中並行比較A/D轉換器的轉換速度最高,8位二進制輸出的單片集成A/D轉換器轉換時間可達到50ns以內,逐次比較型A/D轉換器次之,它們多數轉換時間在10~50s以內,間接A/D轉換器的速度最慢,如雙積分A/D轉換器的轉換時間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。

⑷ 單片機ad轉換代碼

1、什麼是AD轉換
A是模擬信號的意思,D是數字信號的意思,AD轉換就是模數轉換,顧名思義,就是把模擬信號轉換成數字信號,例如把電壓值轉化為數字信號。

2、為什麼要AD轉換
單片機(以及其他處理器)只能處理數字信號,當單片機想要獲取電路上某一點的電壓值時,就得用到AD轉換了,如果你直接把單片機的引腳接到電路這個點上,單片機只知道這個點的電壓是低電平還是高電平,又怎麼能得到他的電壓值呢?例如數字式的萬用表,它測量電壓時,先有一個AD轉換電路,把電壓值轉換成一個數值,然後把這個值送個單片機(當然萬用表裡的用的處理晶元不是單片機),單片機經過計算處理後,再把這電壓值顯示到顯示到屏幕上。
不過現在有一些比較強的單片機,其內部已經集成了AD轉換器,不需要你再外接AD轉換晶元。

3、8位16位的ad轉換晶元是什麼意思
8位,16位就代表了AD轉換晶元的轉換解析度,數字越大,解析度越高,同時也反映了它的精度,數字越大,精度相對也越高。8位算是最低了,有些單片機里集成的AD轉換器一般是10位的。12位和16位的晶元價格就比較貴了。

4、解析度
舉個簡單的例子,8位晶元只能轉換最小到0.01V的電壓,而12位的晶元卻能轉換最小到0.001V的電壓,如果一個電壓為3.359V,8位晶元轉出來後的數值是3.35V,12位晶元轉換出來後是3.359V,精度比8位就高一個檔次了。(注:這里數值不是正確的數值,舉例用,切勿實際使用)

5、采樣
采樣是AD轉換的速度性能指標,通俗的說就是每秒里能采樣多少次,采樣次數越高晶元性能越好。如果對采樣不理解,也可以用另一種方式理解,就是一個AD轉換芯把電壓值轉換成數字值這個過程所需要的時間,時間越短越好。

6、精度
精度是AD晶元的一個重要參數,表示採集到的數據和真實值之間的相差的程度。

⑸ 什麼是單片機AD的精度

指的是解析度,位數越高,解析度越高,假設兩個AD晶元基準電壓相同,8位精度的解析度是
基準電壓/256
10位精度是
基準電壓/1024
12位是
基準電壓/4096
就是說精度高的晶元把基準電壓分成了許多份,每一份的代表的電壓數值就很小
如把5V電壓分成100份,每份50mV,若將其分為1000份,每份是5mV,後者的精度是前者的10倍

⑹ 單片機AD轉換問題。

1,什麼是AD轉換?
A是模擬信號的意思,D是數字信號的意思,AD轉換就是模數轉換,顧名思義,就是把模擬信號轉換成數字信號,例如把電壓值轉化為數字信號。

2,為什麼要AD轉換?
單片機(以及其他處理器)只能處理數字信號,當單片機想要獲取電路上某一點的電壓值時,就得用到AD轉換了,如果你直接把單片機的引腳接到電路這個點上,單片機只知道這個點的電壓是低電平還是高電平,又怎麼能得到他的電壓值呢?例如數字式的萬用表,它測量電壓時,先有一個AD轉換電路,把電壓值轉換成一個數值,然後把這個值送個單片機(當然萬用表裡的用的處理晶元不是單片機),單片機經過計算處理後,再把這電壓值顯示到顯示到屏幕上。
不過現在有一些比較強的單片機,其內部已經集成了AD轉換器,不需要你再外接AD轉換晶元。

3,8位16位的ad轉換晶元是什麼意思?
8位,16位就代表了AD轉換晶元的轉換解析度,數字越大,解析度越高,同時也反映了它的精度,數字越大,精度相對也越高。8位算是最低了,有些單片機里集成的AD轉換器一般是10位的。12位和16位的晶元價格就比較貴了。

4,解析度?
舉個簡單的例子,8位晶元只能轉換最小到0.01V的電壓,而12位的晶元卻能轉換最小到0.001V的電壓,如果一個電壓為3.359V,8位晶元轉出來後的數值是3.35V,12位晶元轉換出來後是3.359V,精度比8位就高一個檔次了。(注:這里數值不是正確的數值,舉例用,切勿實際使用)

5,采樣?
采樣是AD轉換的速度性能指標,通俗的說就是每秒里能采樣多少次,采樣次數越高晶元性能越好。如果對采樣不理解,也可以用另一種方式理解,就是一個AD轉換芯把電壓值轉換成數字值這個過程所需要的時間,時間越短越好。

6,精度?
精度是AD晶元的一個重要參數,表示採集到的數據和真實值之間的相差的程度。例如單片機轉換出來的結果是0.3V,而實際可能是0.31V,這樣就相差了0.01V。這種誤差是不可避免無法消除的。這和在第3點中提到的位數有關,位數越高,這樣的誤差越小。

7,這些知識點在「數字電路基礎」一書中有詳細解釋,說明你數字電路沒學好,自己好好加油了。

⑺ AVR單片機如何提高AD採集精度抗干擾,去除雜訊這些,請提供一些解決方案。請大俠幫個忙。

1.加強模擬電壓的濾波,信號源穩定是第一位要考慮的,否則後續處理會很累,需要用很多辦法,耗費單片機機時。同時要注意模擬地和數字地分開布線。
2.由於M128的內部精度是固定的,要想再提高精度就需要採用「過采樣」技術。條件是需要白雜訊的環境,通過用每4倍過采樣來, 提高1位的解析度。
3.軟體濾波。濾波的方法很多,建議你搜 「經典軟體濾波」 有很詳細的說明。文章列舉了各種軟體濾波的方法,並評價其優缺點。

⑻ 單片機AD增益問題

這個。。增益是放大倍數吧?輸入1mv增益128即是128mv?
24位就是說的解析度,例如滿量程5v,解析度就是5/16777216=0.000000298v,你如果pcb沒有處理好的話數據會亂跳的,如此高的精度,對線路板的抗干擾要求很高,一般應用直接單片機ad轉換是10位足夠了。

⑼ 如何增加AD的解析度

我也在找相同的問題,我的要求更高。。。。0.1mv精度,需要保留到0.01mv。得14bit以上的精度,貌似沒辦法解決,只能外置ad晶元和基準電壓。但我程序方面就是一個燈,找不到資料就傻眼了。。。。

⑽ c8051f350單片機 24位ad可以做到多少位的解析度 啊

如果參考電壓是5v,那麼24位AD可以精確到0.3uv啦!夠你用啦!5v除以24位。24位=24個二進制1,可以轉換十進制在除。

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