ad转换方法

A/D转换：就是把模拟信号，转换为数字信号

ad:模数转换，将模拟信号变成数字信号，便于数字设备处理。

da：数模转换，将数字信号转换为模拟信号与外部世界接口。

具体可以看看下面的资料，了解一下工作原理：

ad转换器的分类

1. 下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、∑-δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

1）积分型（如tlc7135）

积分型ad工作原理是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ad转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。

2）逐次比较型（如tlc0831）

逐次比较型ad由一个比较器和da转换器通过逐次比较逻辑构成，从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次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。

3）并行比较型/串并行比较型（如tlc5510）

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。由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频ad转换器等速度特别高的领域。 串并行比较型ad结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型ad转换器配合da转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为half flash(半快速)型。还有分成三步或多步实现ad转换的叫做分级（multistep/subrangling）型ad，而从转换时序角度又可称为流水线（pipelined）型ad，现代的分级型ad中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类ad速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。

155 第7章 AD转换

7.1 概述

7.1.1 AD转换器

AD转换器即ADC（Analog to Digital Converter），是能将模拟量转换为数字量的器件。单片机能直接处理和控制的是数字量，对于模拟量，则可通过AD转换器件将其先转换为数字量，然后再交付单片机去做进一步处理。

在AD转换器件将模拟量转换为数字量的过程中，有许多参数值得我们关注，其中最重要的两个参数是转换时间和转换分辨率。

目前，常见AD转换器与微处理器间的数据接口有并行和串行之分，AD转换器的转换精度有8位、10位、12位等多种类型。此处选取并行8位AD转换器ADC0809，并行12位AD转换器AD574，串行8位AD转换器ADC0832，串行12位AD转换器TLC2543，共四种AD转换器件，分别说明其特点和使用方法。

7.1.2 AD转换分辨率

AD转换中，用转换分辨率来表示AD转换器对输入模拟信号的分辨能力，常用转换结果的二进制数的位数来表示，8位精度代表转换结果用8位二进制数表示，12位精度代表转换结果用12位二进制数表示。以下通过两个例子具体解释其内在含义。

例1：假设被转换的模拟量是电压信号，被测电压值在0V~5V的固定区间内连续可调，AD转换器分辨率假设是8位。

我们已经熟知，8位无符号二进制数的数值范围是十进制的0~255，共256个数。如果AD转换器分辨率是8位，则从理论上说，被测电压范围5V（5V－0V=5V）被平均等分为256等份，每一份是5V/256=0.01953125V≈0.02V=20mV，这每一份的含义是：电压每增大20mV，AD转换结果的数值就增加1；0V电压对应的转换结果应该是最小值0，而5V电压对应的转换结果应该是最大值255，2.5V电压对应的转换结果应该是0~255的中间值128，其它电压依次成比例对应某一数值。

例2：假设被转换的模拟量是电压信号，被测电压值在0V~5V的固定区间内连续可调，

ad转换电路的工作原理

AD转换器（Analog to Digital converter）是一种电路，可以将模拟信号转换成数字信号，广泛应用于各种电子产品中。

AD转换器的工作原理是将模拟信号进行采样、量化、编码三个步骤，并最终将其转换成数字信号输出。首先，AD转换器会对信号进行采样，即按照一定时间间隔对信号进行取样，将连续的模拟信号变成离散的信号。采样率是确定采样间隔的重要参数，通常采用的采样频率为信号频率的倍数。

接下来，采样得到的信号会被量化处理。量化就是将连续的模拟信号按照一定的步长进行划分，变成若干个离散的数值。步长是由 AD

转换器的分辨率决定的，数值范围也由分辨率决定。在量化过程中，精度越高，分辨率越细，就可以更精确地表示模拟信号。

最后，采样和量化后的信号需要进行编码。编码是将已经量化的信号转换成对应的二进制编码，从而使得计算机可以处理数字信号。编码方式有两种，即串行式编码和并行式编码。串行式编码逐位将模拟信号输出成二进制码，速度较慢；而并行式编码会同时进行多个采样点的编码，速度更快。

综上所述，AD转换器是将模拟信号转换成数字信号的重要电路。通过采样、量化、编码三步骤，可以将模拟信号精确地转换成数字信号，从而方便计算机进行处理和传输。在各种电子产品中广泛应用，成为数字信号处理的重要基础。

A/D 是模拟量到数字量的转换

A/D 是模拟量到数字量的转换，依靠的是模数转换器(Analog to Digital Converter)，简称ADC。D/A 是数字量到模拟量的转换，依靠的是数模转换器(Digital to Analog Converter)，简称 DAC。它们的道理是完全一样的，只是转换方向不同，因此我们讲解过程主要以 A/D 为例来讲解。

很多同学学到 A/D 这部分的时候，感觉是个难点，概念搞不清楚，掌握不好。我个人认为主要原因不在于技术问题，而是不太会感悟生活。我们生活中有很多很多 A/D 的例子，只是没有在单片机领域里应用而已，下面我带着大家一起感悟一下 A/D 的概念。

什么是模拟量？就是指变量在一定范围内连续变化的量，也就是在一定范围内可以取任意值。比如米尺，从 0 到 1 米之间，可以是任意值。什么是任意值，也就是可以是 1cm，也可以是 1.001cm，当然也可以 10.000„„后边有无限个小数。总之，任何两个数字之间都有无限个中间值，所以称之为连续变化的量，也就是模拟量。

而我们用的米尺上被我们人为的做上了刻度符号，每两个刻度之间的间隔是 1mm，这个刻度实际上就是我们对模拟量的数字化，由于有一定的间隔，不是连续的，所以在专业领域里我们称之为离散的。ADC 就是起到把连续的信号用离散的数字表达出来的作用。那么我们就可以使用米尺这个“ADC”来测量连续的长度或者高度这些模拟量。如图 17-1 一个简单的米尺刻度示意图。

图 17-1 米尺刻度示意图

我们往杯子里倒水，水位会随着倒入的水量的多少而变化。现在就用这个米尺来测量我们杯子里的水位的高度。水位变化是连续的，而我们只能通过尺子上的刻度来读取水位的高度，获取我们想得到的水位的数字量信息。这个过程，就可以简单理解为我们电路中的 ADC采样。