A/D转换器的使用问题 - ADuC812微控制器的应用及原理

2? A/D转换器的使用问题

　　 ADμC812内集成的ADC转换模块,包含了8通道、12位、单电源A/D转换器,这些A/D转换器是由基于电容DAC的常规逐次逼近转换器组成的,接收的模拟输入范围为0至＋VREF（＋2.5V）。另外,此模块还为用户提供片内基准、校准特性,模块内的所有部件能方便地通过3个寄存器SFR接口来设置。总之,ADμC812的ADC模块具有与一般ADC芯片相比拟的性能,并且操作简单、可靠性高,采集速率可高达200kHz。

（1） 基准电压

　　 A/D转换器的2.5V基准电压既可由片内提供,也可由外部基准经VREF引脚驱动。若使用内部基准,则在VREF和CREF引脚与AGND之间都应当连接100nF电容以便去耦。这些去耦电容应放在紧靠VREF和CREF引脚处。为了达到规定的性能,建议在使用外部基准时,该基准应当在2.3V和模拟电源AVDD之间。

　　 由于片内基准高精度、低漂移且经工厂校准,并且当ADC或DAC使能时,在VREF引脚会出现此基准电压。因此,在进行系统扩展时,可将片内基准作为一个2.5V的参考电源来使用。若要把片内基准用到微转换器之内,则应在VREF引脚上加以缓冲并应在此引脚与AGND之间连接100nF电容。

在实际应用中应当特别注意,内部VREF将保持掉电直到ADC或DAC外围设备模块之一被它们各自的使能位上电为止。

（2） 模拟输入

　　 与其他ADC芯片相比,ADμC812的ADC模块有一个缺点,就是ADC正常工作的模拟输入范围为0～+2.5V;而允许输入的电压范围只能为正电压（0～+5V）。经实验证明,若输入的模拟电压超过+2.5V（最大值为+5V）,ADC的采样结果为最大值（0FFFH）,虽然结果不对,但并没有影响ADμC812正常工作;但是,一旦输入负的模拟电压,则会影响ADμC812正常工作,表现为ADC的基准电压（VREF＝+2.5V）消失和采样结果不正确,且若长时间输入负电压,将有可能损坏芯片。因此,在实际应用中,若发现启动ADC之后VREF端无电压,则应立即将芯片复位,并检查模拟输入信号的采集放大部分。在确保进入ADμC812的模拟信号在0～+2.5V范围内之后,才能再次启动ADC。实际应用时,应保证输入的模拟电压为正电平。

3?并行I/O端口的使用问题

与其他单片机一样,ADμC812也有4个通用数据端口（P0~P3）与外部器件交换数据,且除了用作通用I/O之外,某些端口还能实现外部存储器操作。另有一些端口则与器件上外围设备其他功能多路复用。

（1） P1口

　　 值得注意的是,在ADμC812中端口0、2和3是双向端口,而端口1是只输入端口。在图3中可以看到在P1口的电路中包括了位锁存器和输入缓冲器,但没有输出驱动器,因而P1口只能被配置为数字输入或模拟输入,不能用于输出。

　　当P1口用作模拟输入时,它对应于ADμC812内8通道模数转换的输入端口ADC0~ADC7。若在实际使用中,不须将8个通道ADC都用上,可将剩余的P1口引脚设置为数字输入,但此时须注意,它与标准的8051单片机用作数字输入的通用I/O口不同,认为高电平有效。因此,P1口用作数字输入时,在检测是否有输入信号之前,须将0写至对应端口,然后再判断。这就要求系统在设计时,应将用作数字输入的P1口外加1个下拉电阻,一般为几kΩ。

 
 
 
 

图3 P1口位锁存器与输入缓冲