將PIC16C711片內(nèi)8位A/D提高到11位的方法
美國Microchip公司推出的8位單片機PIC16C711是一種性能價格比很高的單片機。它價格低、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,將它擴展到11位后,可以大大提高單片機應(yīng)用系統(tǒng)的性能價格比。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/188763.htm一、硬件電路
實現(xiàn)擴展的原理圖如圖1所示。8個等值的精密電阻R將0~5V基準電壓分割成8檔,每檔范圍為0.625V。8個抽頭分別接CD4051八選一模擬開關(guān)的8個輸入端,通道選擇控制端C,B,A分別由PIC16C711單片機的RB2,RB1, RB0控制。IC2和IC3為高輸入阻抗運放,IC2構(gòu)成跟隨器,IC3構(gòu)成精密差分放大器。
二、工作原理
實現(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個模擬量輸入通道RA0~RA3,這些模擬量輸入通道復用1個采樣保持器進入到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?shù)耐ǖ溃O(shè)置足夠的采樣時間。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A/D轉(zhuǎn)換的狀態(tài)也會在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,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通道先進行第 1次A/D轉(zhuǎn)換,所得結(jié)果是153,即3/5×255=153,對應(yīng)8位數(shù)字量為10011001。將低5位屏蔽,得10000000,循環(huán)右移5次,得 00000100,此時低3位對應(yīng)的就是Vi=3V電壓時的檔位,即第4檔,CBA=100,程序?qū)⒃摍n位由RB2,RB1,RB0輸出,作為8選一模擬開關(guān)的通道選擇,使CD4051輸出2.5V,即5/8×4=2.5V。該電壓經(jīng)IC2運放跟隨,再經(jīng)IC3進行差分放大。設(shè)計時調(diào)整R11,R12, R13和R14的阻值,使放大倍數(shù)為8位,則得放大器IC3輸出Vo=8(Vi-2.5)=8(3-2.5)=4.0V。選擇RA1通道進行第2次A/D 轉(zhuǎn)換,結(jié)果為11001100,這就是11位A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的低8位。檔位100為11位A/D轉(zhuǎn)換的高3位,合起來就是11位A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果 10011001100。
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