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双积分A/D转换器的工作原理及工艺上应注意的问

1、道理

51系列单片机具有两个以上16位双通道准时器TIME0和TIME1),每个通道可选择为输入捕获要领来丈量脉宽。我们用片内16位的准时器外接运放、对照器实现双积分A/D转换。道理图如图1所示(电源和5l单片机外围电路同老例电路),TL082是JFETINPUT运放;LM358作为对照器;MC4066是多路开关。51单片机P1口的P10、P11、P12作为输出,节制MC4066多路开关的输入选择;INT0作为中断输进口,捕捉LM358对照器的输出电平跳变。C1为积分电容,常取0.22μF阁下的聚丙烯电容,R2为积分电阻,可取500k阁下,U2A为积分运放,U2A、C1、R2构成了积分器,U2B是过零检测运放。VIN为输入电压,VREF为基准电压,AGND为转换器的参考零点。VREF和参考零点以R9、R10、R11分压孕育发生。

丈量前,TK3=1、TK2=0、TK1=0,打开U1C、U1D模拟开关,使积分器输入即是AGND,进入调零阶段,第一次启动转换的光阴为300ms;启动今后调零光阴为40ms。开始转换时,TK3=0、TK2=0、TK1=1,积分器输入接至输入电压,使VIN经由过程积分电阻R2向C1充电,设积分光阴为T。然后,将TK3=0、TK2=1、TK1=0,即积分器输入接至基准电压VREF,电容C1开始经由过程R2向VREF逆向放电。当运放的输出低于C2电容电压时,对照器输出反转。然后,TK3=1、TK2=0、TK1=0,打开U1C、U1D模拟开关,又进入调零阶段。设逆向充电的光阴为t,则有

上式中VIN是被测电压,T是正向积分光阴,t是反向积分光阴,VREF是基准参考电压,AGND是转换器的参考零点。积分器输出波形如图2所示。

2、软件布局

法度榜样由初始化法度榜样、输入捕捉中断办事法度榜样、TIME0中断办事法度榜样和调用该法度榜样模块的接口法度榜样组成。

法度榜样初始化时,置TK3=1、TK2=0、TK1=0,软件300ms延时,进行初始调零;进行正向积分时,关闭INT0,置TK3=0、TK2=0、TK1=1,开TIME0(设置TIME0事情在准时要领),进行准时正向积分;正向积分完毕,设置准时TIME0事情在输入捕获要领,打开INT0,置TK3=0、TK2=1、TK1=0,进行反向积分,TIME0进行计时,使用另一个寄存器来计数准时器溢出次数;当对照器输出反转、INT0中断孕育发生时,单片机自动关断TIME0,完成一次双积分A/D转换。AD值(HEX)=寄存器计数值*100+TIME0。

源法度榜样清单如下:

3、工艺上应留意的问题

(1)充放电光阴(T和t)一样平常不能跨越2RC。跨越时线性偏差会增大年夜。

(2)PCB板设计时模数电源的地要分开,单点相接;AD转换部分元件连线尽可能短,这部分元件应与数字部分元件分开;PCB板应采纳较厚铜箔的板材

(3)维持PCB板和元件的洁净,模拟部分应涂上防水胶。

(4)积分电容应采纳泄电小的聚丙烯电容,基准分压电阻和积分电阻应采纳温度系数和噪声较小的电阻。

责任编辑:gt

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