1. A/D轉(zhuǎn)換工作原理模數(shù)轉(zhuǎn)換一般包括采樣、保持、量化和編碼四個(gè)過(guò)程。采樣將連續(xù)變化的信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間上離散的采樣信號(hào)，保持過(guò)程將采樣輸出的瞬時(shí)模擬信號(hào)保持一段時(shí)間，量化是將抽樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散時(shí)間、離

1. A/D轉(zhuǎn)換工作原理

模數(shù)轉(zhuǎn)換一般包括采樣、保持、量化和編碼四個(gè)過(guò)程。采樣將連續(xù)變化的信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間上離散的采樣信號(hào)，保持過(guò)程將采樣輸出的瞬時(shí)模擬信號(hào)保持一段時(shí)間，量化是將抽樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散時(shí)間、離散幅度的數(shù)字信號(hào)，編碼是將量化后的信號(hào)編碼成二進(jìn)制代碼輸出。PWM即脈沖寬度調(diào)制，通過(guò)PWM技術(shù)可以將脈沖寬度與模擬電壓呈正比，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬電壓的測(cè)量。本設(shè)計(jì)利用定時(shí)器產(chǎn)生PWM脈沖輸出信號(hào)，結(jié)合改進(jìn)的逐次逼近試探算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)模擬量的A/D轉(zhuǎn)換。

2. 微控制器MCU的選型

為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)并降低功耗，本設(shè)計(jì)選擇了TI公司的MSP430系列MCU。MSP430單片機(jī)具有超低功耗特性，適合電池供電的便攜設(shè)備和需要溫度補(bǔ)償?shù)臏y(cè)試儀器。其內(nèi)部集成了PWM功能的定時(shí)器、多通道的A/D轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器等外圍模塊，同時(shí)具有低功耗模式和活動(dòng)模式切換的能力，適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

3. A/D轉(zhuǎn)換分辨率分析及主程序設(shè)計(jì)

PWM技術(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率取決于定時(shí)器的計(jì)數(shù)值位數(shù)或字長(zhǎng)。MSP430單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器A的計(jì)數(shù)器字長(zhǎng)為16位，因此采用PWM技術(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器的最大分辨率可達(dá)16位。定時(shí)器的計(jì)數(shù)值與PWM脈沖占空比成嚴(yán)格的線性關(guān)系，輸入脈沖精確，因此A/D轉(zhuǎn)換的線性度和精度較好。為了提高采樣速度，在本設(shè)計(jì)中采用改進(jìn)的逐次逼近的試探算法，減少試探次數(shù)。主程序采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，流程圖如下：

（在此插入流程圖）

總結(jié)：

基于PWM技術(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)方法通過(guò)利用微控制器內(nèi)部的定時(shí)器和PWM功能，結(jié)合改進(jìn)的逐次逼近的試探算法，實(shí)現(xiàn)了高性能的A/D轉(zhuǎn)換器。該設(shè)計(jì)具有高分辨率、精度較好、電路簡(jiǎn)單、可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于對(duì)模擬電壓進(jìn)行測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)景。選用MSP430系列MCU作為處理器，不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，還可以利用其低功耗特性和溫度傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，提高了系統(tǒng)的測(cè)試精度。