基于單片機的雙積分型A/D電路設計
3)軟件設計
單片機內(nèi)部定時器T0分別控制對基準電壓和模擬電壓的定時積分,計數(shù)器T1用來記錄反向積分時間,P1.0、P1.1、P1.2控制多路選擇開關(guān)的通道,且單片機以查詢方式檢測比較器的輸出電平。以上分析可知該系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換流程圖如圖5所示。
3 電路特點分析
由上述分析可知,模擬電壓U大于基準電壓U1時,在對模擬電壓U定時積分后對零電平進行定值積分,波形圖如圖4所示。而當模擬電壓U小于基準電壓U1時,在對模擬電壓U定時積分后應對U0進行定值積分,只需在軟件設計上加以區(qū)別或提供負值的基準電壓即可。本電路充分利用了單片機成本低廉、可靠性高的優(yōu)勢,主要元件僅僅為一個單片機89C5 1、一個多通道模擬開關(guān)CD4051、一個四運放LM324,因而結(jié)構(gòu)簡單,性價比高。實際應用表明,此雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的特點是工作性能穩(wěn)定并且抗干擾能力比較強,但從原理分析可知,該電路存在固有的延遲,因此不適合采集連續(xù)快速變化的信號。
4 結(jié)束語
本設計電路保留了雙積分A/D轉(zhuǎn)換的主要特點,且整個電路構(gòu)成的成本非常低廉。只要合理選擇、調(diào)整電路參數(shù),減少數(shù)據(jù)處理誤差,就可以進一步提高轉(zhuǎn)換精度和速度,且具有轉(zhuǎn)換過程簡單、轉(zhuǎn)換精度高和成本低等突出的特點。因此在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其他應用系統(tǒng)中有很好的使用價值。
本文創(chuàng)新點:本文采用了多路選擇開關(guān)CD4051實現(xiàn)了積分器輸入變量的轉(zhuǎn)換,單片機控制其通道的選擇,完成了清零、積分、比較各環(huán)節(jié),完成雙積分A/D,此電路具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,穩(wěn)定性好的特點。
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