吉林铁道职业技术学院 刘增俊

A/D转换器

吉林铁道职业技术学院 刘增俊

A/D转换器是将输入电压信号转换为数字信号输出的装置。一般要经过采样、保持、量化及编码4个过程。本系统由0—5V信号源、电压比较电路、STC12C5A60S2单片机处理电路、74HC148编码器、1602显示电路、CD4067电子开关及键盘输入电路组成。采用逐次比较原理实现对0—5V连续调节模拟电压信号的测量和显示。

电压比较电路；STC12C5A60S2单片机；CD4067电子开关

1.系统总体方案设计

本系统信号源利用可调电阻，产生0—5V连续调节的模拟电压信号；采用电压比较器分别比较信号电压的个位、十分位、百分位、千分位，利用减法器进行位数的计算，并将比较结果送入控制模块进行计算，通过显示模块输出结果。系统总体框图如图1所示。

1.1 总体方案论证

方案一：积分型

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。

方案二：压频变换型

压频变换型(Voltage-Frequency CONverter)是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种AD的分辨率几乎可以无限增加，只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其优点是分辩率高、功耗低、价格低，但是需要外部计数电路共同完成AD转换。

方案三：采用从高位到低位逐位试探比较原理，从高到低逐级做减法进行试探。……