A/D轉(zhuǎn)換過程與基于單片機的低成本高精度A_D與D_A轉(zhuǎn)換設(shè)計

　　目前單片機在電子產(chǎn)品中已得到廣泛應(yīng)用，許多類型的單片機內(nèi)部已帶有A/D轉(zhuǎn)換電路，但此類單片機會比無A/D轉(zhuǎn)換功能的單片機在價格上高幾元甚至很多，本文給大家提供一種實用的用普通單片機實現(xiàn)的A/D轉(zhuǎn)換電路，它只需要使用普通單片機的2個I/O腳與1個運算放大器即可實現(xiàn)，而且它可以很容易地擴展成帶有4通道A/D轉(zhuǎn)換功能，由于它占用資源很少，成本很低，其A/D轉(zhuǎn)換精度可達到8位或更高，因此很具有實用價值。

　　其電路如圖一所示：

　　圖一

　　其工作原理說明如下：

　　1、硬件說明：

　　圖一中“RA0”和“RA1”為單片機的兩個I/O腳，分別將其設(shè)置為輸出與輸入狀態(tài)，在進行A/D轉(zhuǎn)換時，在程序中通過軟件產(chǎn)生PWM，由RA0腳送出預(yù)設(shè)占空比的PWM波形。RA1腳用于檢測比較器輸出端的狀態(tài)。

　　R1、C1構(gòu)成濾波電路，對RA0腳送出的PWM波形進行平滑濾波。RA0輸出的PWM波形經(jīng)過R1、C1濾波并延時后，在U1點產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓值，其電壓值U1=VDD*D1/（D1+D2），若單片機的工作電壓為穩(wěn)定的+5V，則U1=5V*D1/（D1+D2）。

　　圖一中的LM324作為比較器使用，其輸入負端的U1電壓與輸入正端的模擬量電壓值進行比較，當U1大于模擬量輸入電壓時，比較器的輸出端為低電平，反之為高電平。

　　2、A/D轉(zhuǎn)換過程：

　　如果使RA0輸出PWM波形，其占空比由小到大逐漸變化，則U1的電壓會由小到大逐漸變化，當U1電壓超過被測電壓時，比較器的輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?，因此可以認為在該變化的瞬間被測的模擬量與U1的電壓相等。