AD转换模块

ADS1115-BRVG User GuideCopyright 2020, In Nature Robotics Ltd.IntroductionThe ADS1115-BRVG is a high-precision 16-bit analog to digital converter module, with jumper-selectable and software-selectable gain settings. It uses an Inter-Integrated Circuit (I2C) interface to enable simple communications with computer or microcontroller modules such as the Raspberry Pi™ or Arduino™.Absolute Maximum Ratings(1)(1) Stresses above those listed under Absolute Maximum Ratings may causepermanent damage to the device. Exposure to absolute maximum conditions for extended periods may affect device reliability.Electrical CharacteristicsAll specifications at -40 °C to +125 °C, VDD = 3.3V, and Full-Scale (FS) = ± 2.048V, unless otherwise noted. Typical values are at +25 °C.(1)This parameter expresses the full-scale range of the ADC scaling. In no event should more thanVDD+0.3V be applied to this device.(2)99% of full-scale.(3)Includes all errors from onboard PGA and reference.Jumper Settings For ADC GainThe ADS1115-BRVG comes with jumpers and resistor dividers that can be used to divide the voltage seen by the analog to digital converter. This can be useful for example when monitoring a battery voltage or some other voltage that may be considerably higher than the power supply voltage (VDD) of the ADS1115 analog to digital converter. The following two tables indicate which jumpers correspond to which input channels of the ADS1115 (Table 1) and which jumper settings should be used to achieve a given gain at the ADS1115 (Table 2).Table 1. Jumpers For A to D ChannelsTable 2. Jumper Settings For A to D Input GainPhoenix Connector Screw Terminal WiringElectrical connections to the green Phoenix connector in the top-left corner of the board should be made as follows:Table 3. Phoenix Connector WiringSample CodeArduino Uno Sample CodeThe program below uses the default ADS1115 gain of 2/3, so that the reference voltage is ±4.096V/ (2/3) = ± 6.144V. The program samples the single-ended voltage on all 4 channels approximately once per second, and outputs the results to the serial port at 9600 bps. The program requires the Adafruit ADS1X15 library in order to run. This library is available through the Arduino development software (i.e. cli ck the ‘Tools | Manage Libraries’ menu item, and search for “Adafruit ADS1X15”).#include<Wire.h>#include<Adafruit_ADS1015.h>Adafruit_ADS1115 ads(0x48);float fVoltages[4];void setup() {Serial.begin(9600);Wire.setClock(100000);ads.begin();}void loop() {int16_t adc0;int16_t adc1;int16_t adc2;int16_t adc3;adc0 = ads.readADC_SingleEnded(0);adc1 = ads.readADC_SingleEnded(1);adc2 = ads.readADC_SingleEnded(2);adc3 = ads.readADC_SingleEnded(3);fVoltages[0] = (adc0*0.1875)/1000;fVoltages[1] = (adc1*0.1875)/1000;fVoltages[2] = (adc2*0.1875)/1000;fVoltages[3] = (adc3*0.1875)/1000;Serial.print(fVoltages[0],3);Serial.print("\t");Serial.print(fVoltages[1],3);Serial.print("\t");Serial.print(fVoltages[2],3);Serial.print("\t");Serial.print(fVoltages[3],3);Serial.println();delay(1000);}Raspberry Pi Sample CodeThe program below also uses the default ADS1115 gain of 2/3, so that the reference voltage is ±4.096V/ (2/3) = ± 6.144V. The program samples the single-ended voltage on all 4 channels and prints out the results. The program requires the “AToD.h” and “AToD.cpp” library files from In Nature Robotics Ltd. Links to these files are available from the ADS1115-BRVG product page at .#include<iostream>#include<string>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<memory>#include"AToD.h"using namespace std;int main (void){const int NUM_READINGS = 100;char *i2c_filename = (char*)"/dev/i2c-1";const unsigned char A_TO_D_ADDRESS = 0x48;AToD atod(i2c_filename, A_TO_D_ADDRESS);//constructorfor (int i=0;i<NUM_READINGS;i++){double channel_voltages[4] = {0.0,0.0,0.0,0.0};for (int j=0;j<4;j++) {atod.GetMeasurement(j+1,0,1.0,channel_voltages[j]);}printf("Voltages: %.3f, %.3f, %.3f, %.3f\n",channel_voltages[0],channel_vol tages[1],channel_voltages[2],channel_voltages[3]);}return0 ;}。

51单片机ad转换代码及仿真一、前言51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统领域的微控制器，其具有低功耗、高性能、易学易用等特点。

其中，AD转换模块是其重要的功能之一，可以实现模拟信号到数字信号的转换。

本文将介绍51单片机AD 转换的相关知识和代码实现，并通过仿真验证其正确性。

二、51单片机AD转换原理1. AD转换概述AD转换（Analog-to-Digital Conversion）是指将模拟信号（如声音、图像等）转化为数字信号的过程。

在嵌入式系统中，AD转换通常用于采集外部传感器等模拟量信号，并将其转化为数字量进行处理。

2. 51单片机AD转换模块51单片机内置了一个8位AD转换模块，可以对0~5V范围内的模拟信号进行采样和转换。

该模块包含以下主要部分：（1）输入端：可接受外部0~5V范围内的模拟信号。

（2）采样保持电路：在采样期间对输入信号进行保持，以避免采样过程中信号波动。

（3）比较器：将输入信号与参考电压进行比较，并输出比较结果。

（4）计数器：对比较结果进行计数，得到AD转换的结果。

（5）控制逻辑：控制采样、保持、比较和计数等过程。

3. AD转换精度AD转换精度是指数字信号与模拟信号之间的误差，通常用位数来表示。

例如，8位AD转换器可以将模拟信号分成256个等级，即精度为1/256。

因此，AD转换精度越高，数字信号与模拟信号之间的误差越小。

4. AD转换速率AD转换速率是指单位时间内进行的AD转换次数。

在51单片机中，AD转换速率受到时钟频率和采样时间的限制。

因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的时钟频率和采样时间以满足要求的转换速率。

三、51单片机AD转换代码实现以下为51单片机AD转换代码实现：```#include <reg52.h>sbit IN = P1^0; // 定义输入端口sbit OUT = P2^0; // 定义输出端口void main(){unsigned char result;while (1){ADC_CONTR = 0x90; // 打开ADCADC_CONTR |= 0x08; // 开始采样while (!(ADC_CONTR & 0x10)); // 等待采样完成result = ADC_RES; // 读取结果OUT = result; // 输出结果}}```代码解释：（1）定义输入输出端口：使用sbit关键字定义输入端口和输出端口。

实验题目：单通道AD转换和PWM灯光调节一、实验目的1，学习使用AD转换模块和PWM输出控制。

2，熟悉LPC2138开发板的使用。

3，锻炼学生自己的设计、创造和综合能力。

二、实验仪器微型计算机（含软件H-JTAG V0.3.1和ADSv1_2）、Easy ARM2131开发板、USB接口电源线和JTAG接口线以及部分跳线。

三、实验原理（1）AD转换特性：基本操作：（2）PWMLPC3131/2132/2138 的脉宽调制器建立在前一章的标准定时器0/1 之上。

应用可在PWM 和匹配当中进行选择。

特性：7 个匹配寄存器，可实现 6 个单边沿控制或 3 个双边沿控制 PWM 输出，或这两种类型的混合输出：－连续操作，可选择在匹配时产生中断－匹配时停止定时器，可选择产生中断－匹配时复位定时器，可选择产生中断每个匹配寄存器对应一个外部输出，具有下列特性：－匹配时设置为低电平支持单边沿控制和/或双边沿控制的 PWM 输出。

单边沿控制 PWM 输出在每个周期开始时总是为高电平，除非输出保持恒定低电平。

双边沿控制 PWM 输出可在一个周期内的任何位置产生边沿。

这样可同时产生正和负脉冲。

脉冲周期和宽度可以是任何的定时器计数值。

这样可实现灵活的分辨率和重复速率的设定。

所有PWM 输出都以相同的重复率发生。

双边沿控制的 PWM 输出可编程为正脉冲或负脉冲匹配寄存器更新与脉冲输出同步，防止产生错误的脉冲。

软件必须在新的匹配值生效之前将它们释放。

如果不使能 PWM 模式，可作为一个标准定时器带可编程 32 位预分频器的 32 位定时器/计数器当输入信号跳变时 4 个捕获寄存器可取得定时器的瞬时值，也可选择使捕获事件产生中断。

四、实验内容设置P0.30连接AD0.3，对AD0.3进行电压采样，进行AD转换，将转换后的电压值作为PWM占空比的改变值，来改变PWM的输出波形的占空比，以此来调节发光二极管灯光的亮度。

并将电压转换值发送到串口显示实验程序如下：#include "config.h"#define BEEP (1<<7)/***************************************************************************************** ** 函数名称：DelaymS()** 函数功能：长软件延时** 入口参数：dly 延时参数，值越大，延时越久** 出口参数：无**************************************************************************************/ void Delayms(uint32 dly){ uint32 i;for (;dly>0;dly--)for(i=0;i<5000;i++);}/***************************************************************************************** ** 函数名称：DelayNS()** 函数功能：长软件延时** 入口参数：dly 延时参数，值越大，延时越久** 出口参数：无*********************************************************************************/void DelayNS (uint32 dly){uint32 i;for ( ; dly>0; dly--)for (i=0; i<5000; i++);}#defineUART_BPS 115200 // 通讯波特率115200/***************************************************************************************** ** 函数名称：UART0_Init()** 函数功能：初始化串口0：波特率115200，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验。

ad转换模块引脚输入和输出AD转换模块是一种将模拟信号转换为数字信号的电路模块。

它通常由模数转换器、采样保持电路、时钟电路等组成。

在实际应用中，AD转换模块被广泛应用于工业自动化、医疗设备、通信设备等领域。

本文将详细介绍AD转换模块的引脚输入和输出。

一、AD转换模块的引脚类型1. 电源引脚AD转换模块需要接受外部供电，因此需要有电源引脚。

通常情况下，AD转换模块的电源引脚有两个，一个是正极，一个是负极。

正极一般标记为VCC或者AVDD，负极则标记为GND或者AGND。

2. 控制引脚AD转换模块需要通过控制引脚来控制采样速率、采样精度等参数。

这些控制参数可以通过SPI接口或者I2C接口进行设置。

常见的控制引脚包括：（1）CS：芯片选择信号。

（2）SCLK：串行时钟信号。

（3）SDI：串行数据输入信号。

（4）SDO：串行数据输出信号。

3. 输入引脚AD转换模块的输入引脚用于接收模拟信号。

输入引脚一般有两个，一个是正极，一个是负极。

正极一般标记为AIN+，负极则标记为AIN-。

4. 输出引脚AD转换模块的输出引脚用于输出数字信号。

输出引脚一般只有一个，标记为DOUT。

二、AD转换模块的输入和输出特性1. 输入特性（1）输入范围：AD转换模块的输入电压范围是指在不损坏芯片的情况下，可以正确采样的电压范围。

一般情况下，AD转换模块的输入电压范围为0V~VREF。

（2）采样率：AD转换模块的采样率是指每秒钟可以进行多少次采样。

采样率越高，精度越高，但芯片成本也会随之增加。

（3）分辨率：AD转换模块的分辨率是指数字信号与模拟信号之间的精度差异。

分辨率越高，则数字信号与模拟信号之间的误差就越小。

2. 输出特性（1）输出格式：AD转换器通常会将数字信号以二进制形式输出。

因此，在使用数字信号时需要进行解码。

（2）输出速率：AD转换器的输出速率是指每秒钟可以输出多少个数字信号。

输出速率越高，则芯片的处理速度也会越快。

基于Arduino和24位AD转换模块HX711的重量称量实验我爱单片机以前在X宝上买过一个称重放大器，180+大洋。

原理基本上就是把桥式拉力传感器输出的mV级信号放大到5V供单片机读取。

连接实验电路的时候很完美，能实现重量的转换，但是实际组装后却发现这种A/A模块受到的干扰太严重了，包括电源的干扰，导线长短的干扰，导线位置变化的干扰，无线电的干扰等等等等……实在是恼人。

后来感觉是思路错误了，就不该用模拟信号来传输，于是决定使用A/D模块来把重量转换成数字信号传输，A/D模块就固定在离传感器最近的地方，将输出的数字信号用导线传输给单片机，这样能很大程度减小各种干扰。

在网上搜了一下A/D模块，基本上有两种廉价成品：HX711和PCF8591，它们分别是8位转换模块和24位转换模块。

PCF8591：功能简介：基于I2C接口的AD/DA转换模块，8位精度，四通道AD，单通道DA，电压输出型最大特点： 1. 支持两种接口类型接入目标板：排针或排座2. 支持I2C总线级联（通过排针、排座对接的方法，可同时使用多个I2C模块）典型应用：低速AD/DA转换主要资源： PCF8591，I2C接口排针，I2C接口排座，可调电阻，AD输入口，DA输出口，地址跳线端口HX711：模块工作电压：4.8-5.5v典型电流 1.6mA体积：长 2.9cm * 宽 1.7cm * 高 0.4cm● 带金属屏蔽，强抗干扰，预留MCU(STC15F104)位置，可自行升级二次开发。

● 两路可选择差分输入● 片内低噪声可编程放大器，可选增益为32、64 和128● 片内稳压电路可直接向外部传感器和芯片内A/D 转换器提供电源● 片内时钟振荡器无需任何外接器件，必要时也可使用外接晶振或时钟● 上电自动复位电路● 简单的数字控制和串口通讯：所有控制由管脚输入，芯片内寄存器无需编程● 可选择10Hz 或80Hz 的输出数据速率● 同步抑制50Hz 和60Hz 的电源干扰● 耗电量（含稳压电源电路）：典型工作电流：< 1.7mA, 断电电流：< 1μA● 工作电压范围：2.6 ~ 5.5V● 工作温度范围：-20 ~ +85℃===============================我叫分割线=================================我要使用的拉力传感器为传统的桥式传感器，量程1kg，想要达到1g的精度，这就要求模块输出位数至少为10位（2^10=1024），8位的PCF8591无法胜任，因为它的精度只有2^8=256位。

ad转换模块的原理随着互联网的发展和数字化时代的到来，广告营销成为了企业重要的营销手段。

为了更好地营销和推广产品和服务，企业需要利用网络广告来吸引更多的消费者。

然而，广告以不同的形式出现在用户面前，同时也需要通过不同的媒介进行投放和呈现。

因此，一个重要的工具——ad转换模块，应运而生。

ad转换模块的原理可以理解为将网站和广告主之间的互动转换和管理的系统。

这个模块可以让网站管理者根据广告需求进行广告投放与管理，同时可以根据广告主的需求来对广告进行优化和调适。

下面，我们将逐步展开ad转换模块的原理：一、广告联盟的加入广告联盟是一个广告主和网站之间的平台，用于管理和交互广告内容。

网站管理者可以通过广告联盟实现广告的投放和管理。

广告联盟管理着所有广告的展示，并可以根据广告主的需求来决定广告的流量控制和投放位置。

二、广告请求的发送广告请求是一个用户访问网站时发送给广告联盟的过程。

在这个阶段，网站管理者会向广告联盟发送一个请求，告诉广告联盟有一个可用的广告位置。

然后广告联盟会检查广告需求和广告库，以便向用户呈现最符合用户需求的广告。

三、广告呈现广告联盟从广告库中获取了合适的广告之后，就可以将广告内容作为响应返回给网站管理者，以便将广告呈现给用户。

广告联盟会根据广告的需求和用户的兴趣，来选择最合适的广告并将其投放到网站上。

四、广告转化追踪广告转化追踪是一个重要的环节。

网站管理者可以通过追踪广告的点击率、转化率和ROI等指标来评估广告的成效。

如果广告转换是有价值的，那么就需要将这些数据反馈给广告主，以便他们可以做出进一步的决策。

总之，ad转换模块是一个网站和广告主之间的交互管理系统。

它允许网站管理者根据广告需求进行广告投放和管理，并可以根据广告主的需求来对广告进行优化和调适。

同时，它可以帮助广告主评估广告的成效，并做出进一步的决策。

这个模块的实现，可以有效提升网络广告的效果和市场营销的效率。

一、概述单片机作为嵌入式系统中常用的控制器，其AD（模拟-数值）转换功能是其重要的特性之一。

在实际应用中，我们常常会遇到一些关于单片机AD转换的问题，比如精度不够、噪音干扰等。

本文将针对单片机AD转换遇到的问题进行探讨，并提出解决方法。

二、单片机AD转换遇到的问题1. 精度不够在实际应用中，我们经常会遇到单片机AD转换精度不够的问题。

这可能是由于单片机内部AD转换模块的精度不足，也可能是外部传感器的精度不够导致的。

2. 噪音干扰另一个常见的问题是噪音干扰。

在实际电路中，会受到各种干扰信号的影响，从而导致AD转换结果不准确。

3. 特定信号处理问题有时我们需要对特定的信号进行处理，比如滤波、放大等，但是单片机的AD转换模块可能无法满足我们的需求。

三、单片机AD转换问题的解决方法1. 提高精度针对精度不够的问题，我们可以通过外部AD转换模块来提高精度。

外部AD转换模块通常具有更高的分辨率和更低的噪声水平，可以有效提高AD转换的精度。

2. 噪音滤波针对噪音干扰问题，我们可以采取一些滤波技术，比如数字滤波或者模拟滤波，来减少噪音对AD转换结果的影响。

在电路设计中，我们也可以采取一些屏蔽和隔离措施，减少干扰信号对AD转换的影响。

3. 外部信号处理对于需要特定处理的信号，我们可以在外部电路中加入滤波器、放大器等模块，对信号进行预处理，然后再输入到单片机AD转换模块中。

这样可以有效提高信号的适配性和准确性。

四、结论单片机AD转换在实际应用中经常会遇到各种问题，如精度不够、噪音干扰等。

针对这些问题，我们可以采用外部AD转换模块、噪音滤波技术以及外部信号处理等方法来解决。

通过合理的电路设计和信号处理手段，可以有效提高单片机AD转换的精度和准确性，从而更好地满足实际应用需求。

五、单片机AD转换解决方法的实际应用以上提到的解决方法在实际应用中都有广泛的适用性。

下面将结合具体的实际案例，进一步探讨这些解决方法的应用。

1. 外部AD转换模块的应用在某个工业控制系统中，需要对温度传感器输出的模拟信号进行AD 转换，并通过单片机进行处理。

第12章LPC3250 ADC
1.简介
ADC是一个3通道、10位连续的约数转换器。

它是触摸屏控制器的辅助设备，当将它作为一个模数转换器的时候，它输出的结果是10位的分辨率A/D。

在结果输出满10位的转换时间为11个时钟周期。

在ADC模拟量的输出口有自身的电源供应，目的是用来增强转换器的低噪音特征。

当内核有电压时，那么这个电压仅仅是由内部供应的，然而ADC模块并不因为VDD-AD和VDD-CORE的电压供应的上坡时间不一样而受到影响。

2.特征
[1].低噪音AD转换器
[2].10位分辨率
[3].三输入通道
4.寄存器描述
4.1A/D选择寄存器ADC-SEL
ADC-SEL为即将到来的A/D转换选择一个输入通道，ADC-SEL寄存器里的其它位控制内
4.3A/D数据寄存器
（1）.通过AD-IN口将值写入AD-SEL寄存器，然后选择一个A/D转换通道；
（2）.等待来自AD-IRQ的中断信号，后者查询SIC1-RSR寄存器的行中断信号来决定转换什么时候完成；
（3）.在AD-DAT寄存器中读转换结果。

>手把手教你写S12XS128程序(9)--A/D转换模块介绍1时间:2009-11-30 22:10来源:电子设计吧作者:dzsj8 点击:365次1、A/D转换原理A/D转换的过程是模拟信号依次通过取样、保持和量化、编码几个过程后转换为数字格式。

a)取样与保持一般取样与保持过程是同时完成的，取样-保持电路的原理图如图16所示，由输入放大器A1、输出放大器A2、保持电容CH和电子开关S组成，要求 AV1 * AV2= 1。

原理是：当开关S闭合时，电路处于取样阶段，电容器充电，由于 AV1 * AV2= 1，所以输出等于输入；当开关S断开时，由于A 2输入阻抗较大而且开关理想，可认为CH没有放电回路，输出电压保持不变。

图16 取样-保持电路取样-保持以均匀间隔对模拟信号进行抽样，并且在每个抽样运算后在足够的时间内保持抽样值恒定，以保证输出值可以被A/D 转换器精确转换。

b)量化与编码量化的方法，一般有舍尾取整法和四舍五入法，过程是先取顶量化单位Δ，量化单位取值越小，量化误差的绝对值就越小，具体过程在这里就不做介绍了。

将量化后的结果用二进制码表示叫做编码。

2、A/D转换器的技术指标a)分辨率分辨率说明A/D转换器对输入信号的分辨能力，理论上，n位A/D转换器能区分的输入电压的最小值为满量程的1/2n 。

也就是说，在参考电压一定时，输出位数越多，量化单位就越小，分辨率就越高。

S12的ATD模块中，若输出设置为8位的话，那么转换器能区分的输入信号最小电压为19.53mV。

b)转换时间A/D转换器按其工作原理可以分为并联比较型（转换速度快ns级）、逐次逼近型（转换速度适中us级）、双积分型（速度慢抗干扰能力强）。

不同类型的转化的A/D转换器转换时间不尽相同，S12的ATD模块中，8位数字量转换时间仅有6us，10位数字量转换时间仅有7us。

手把手教你写S12XS128程序(10)--A/D转换模块介绍2时间:2009-12-09 21:32来源:电子设计吧作者:dzsj8 点击:368次S12内置了2组10位/8位的A/D模块：ATD0和ATD1，共有16个模拟量输入通道，属于逐次逼近型A/D转换器（这个转换过程与用天平称物的原理相似）。

前言A/D转换模块是单片机的高功能模块，用于对模拟信号进行数字转换，本文以STC8H8K64U单片机为例(原理与其他51单片机并无差别)，该单片机A/D模块为16通道12位。

A/D转换模块的结构STC8H的这个单片机A/D转换模块输入通道有16个(通道越多，同时可以接收的模拟量就越多)，分别为ADC0——AD C15，其中ADC15用于测试内部1.19V基准电压，工作时，各个输入通道都工作在高阻状态。

关于位数：12位是用于精度，位数越多，精度越高，以5v电压为例，当一位时，只能分成两份，2.5v以上是1，2.5v以下为0，当两位时，可以分成4份，也就是1.25v，2.5v，3.75v，5v为分界，提高了精度，以此类推。

该单片机A/D转换模块由多路选择开关、比较器、逐次比较寄存器、12位数字模拟转换器(D/A转换模块)、A/D转换结果寄存器、A/D转换模块控制寄存器以及A/D转换模块配置寄存器构成。

A/D转换模块的分类按转化原理分类：逐次逼近型、双积分型、并行/串行比较型、压频转换型等按转化速度分类：超高速<=1ns、高速<=20us、中速<=1ms、低速<=1s。

按转化位数分类：8、12、14、16。

目前主要有逐次比较型转换器(最常用的)和双积分型转换器，故接下来主要讲解逐次比较型转换器。

逐次比较型转换器逐次比较型模拟数字转换器根据逐次比较的逻辑，从最高位(MSB)开始，逐次对每一个输入的电压模拟量与内部D/A转换器输出进行比较，多次比较之后，使得转换得到的数字量逼近输入模拟量对应值，直到A/D转换结束。

下图为逐次比较型转换器原理图A/D转换模块的参考电压源该A/D转换模块的电源与单片机电源是同一个，但A/D模块有独立的参考电压源输入端。

当测量精度要求不高时，可以直接使用单片机的工作电压，高精度时使用精准的参考电压。

A/D转换模块的控制A/D转换模块主要由ADC_CONTR、ADCCFG、ADC_RES、ADC_RESL和A/D 转换模块时序控制寄存器ADC TI M以及控制A/D转换的有关中断的控制寄存器进行控制和管理。

AD转换模块电路设计在进行AD（模拟数字）转换模块电路设计之前，我们首先需要了解AD转换的原理和工作方式。

AD转换是将模拟信号转换成数字信号的过程。

模拟信号是连续的，在时间和幅度上都可以连续变化。

而数字信号是离散的，时间和幅度都是以固定的间隔离散表示的。

AD转换的过程一般分为三个步骤：采样、量化和编码。

采样是将连续的模拟信号在固定的时间间隔内进行取样，得到一系列离散的采样点。

量化是将每个采样点的幅度值转换成最接近的离散值，通常是使用固定数量的位数来表示幅度。

编码是将每个量化值转换成二进制码，以便存储和传输。

接下来，我们将讨论如何设计AD转换模块电路。

1.采样电路设计：采样电路的作用是将连续的模拟信号转换成一系列离散的采样点。

常用的采样电路是采用采样保持电路。

该电路通过开关控制，定期打开采样电容的充电路径以采集输入信号，然后关闭充电路径并保持电容电荷以提供采样点。

2.量化电路设计：量化电路的作用是将采样点的幅度值转换成最接近的离散值。

一种常用的量化电路是比较器电路。

比较器电路将采样点与一系列参考电压进行比较，然后输出最接近的参考电压。

比较器电路可以使用操作放大器和电阻网络来实现。

3.编码电路设计：编码电路的作用是将量化值转换成二进制码。

常用的编码电路是二进制编码器或优先编码器。

二进制编码器将量化值转换成与其等效的二进制码，而优先编码器则将量化值转换成最小的二进制码。

上述三个电路可以通过集成电路来实现。

目前，市场上提供了许多AD转换器芯片，可以直接集成上述三个电路，大大简化了电路设计和组装过程。

在进行AD转换模块电路设计时，还需要考虑一些其他要素，如输入阻抗、引导线的干扰、输入滤波等等。

此外，尽可能选择低噪声、高速度和高分辨率的组件和元件，以提高AD转换的精度和性能。

总的来说，AD转换模块电路设计较为复杂，需要考虑多个因素，如采样、量化和编码。

同时，可以选择使用集成电路来简化设计。

设计的关键在于选择合适的组件和元件，并考虑各种噪声和干扰因素，以提高AD 转换模块的性能。

A/D转换模块1、A/D转换原理A/D转换的过程是模拟信号依次通过取样、保持和量化、编码几个过程后转换为数字格式。

a)取样与保持一般取样与保持过程是同时完成的，取样-保持电路的原理图如图16所示，由输入放大器A1、输出放大器A2、保持电容CH和电子开关S组成，要求 AV1 * AV2= 1。

原理是：当开关S闭合时，电路处于取样阶段，电容器充电，由于 AV1 * AV2= 1，所以输出等于输入；当开关S断开时，由于A 2输入阻抗较大而且开关理想，可认为CH没有放电回路，输出电压保持不变。

图16 取样-保持电路取样-保持以均匀间隔对模拟信号进行抽样，并且在每个抽样运算后在足够的时间内保持抽样值恒定，以保证输出值可以被A/D 转换器精确转换。

b)量化与编码量化的方法，一般有舍尾取整法和四舍五入法，过程是先取顶量化单位Δ，量化单位取值越小，量化误差的绝对值就越小，具体过程在这里就不做介绍了。

将量化后的结果用二进制码表示叫做编码。

2、A/D转换器的技术指标a)分辨率分辨率说明A/D转换器对输入信号的分辨能力，理论上，n位A/D转换器能区分的输入电压的最小值为满量程的1/2n 。

也就是说，在参考电压一定时，输出位数越多，量化单位就越小，分辨率就越高。

S12的ATD模块中，若输出设置为8位的话，那么转换器能区分的输入信号最小电压为19.53mV。

b)转换时间A/D转换器按其工作原理可以分为并联比较型（转换速度快ns级）、逐次逼近型（转换速度适中us级）、双积分型（速度慢抗干扰能力强）。

不同类型的转化的A/D转换器转换时间不尽相同，S12的ATD模块中，8位数字量转换时间仅有6us，10位数字量转换时间仅有7us。

S12内置了2组10位/8位的A/D模块：ATD0和ATD1，共有16个模拟量输入通道，属于逐次逼近型A/D转换器（这个转换过程与用天平称物的原理相似）。

1、功能结构图图17 A/D 模块功能结构图图17所示的是A/D 模块的功能结构，这个功能模块被虚线划分成为图示所示的虚线所隔离的三个部分：IP 总线接口、转换模式控制/寄存器列表，自定义模拟量。