嵌入式模數轉換器的原理及應用

圖3ADC框圖

　　ADC可以工作于兩種模式――單次轉換和自由運行。在單次轉換模式下，用戶必須啟動每一次轉換，而在自由運行模式下，ADC會連續采樣并更新ADC數據寄存器。ADCSR的ADFR位用于選擇A／D轉換器的運行模式。
　　由于模擬通道的轉換總是要延遲到轉換的結束，因此，自由運行模式可以用來掃描多個通道，而不中斷轉換器。一般來說，ADC轉換結束中斷用于修改通道，但需考慮一下因素；結果一旦準備好，中斷就被觸發，在自由運行模式，中斷一被觸發，則下一次轉換馬上開始。如果中斷觸發過后，模擬通道改變，而下一次轉換已經開始，則仍舊使用以前設置。
　　3.1 ADC噪聲消除技術
　　AT90S8535的內外部數字電路會產生電磁干擾，從而影響模擬測量精度。如果要求測量精度較高，則應采取如下技術以減少噪聲：
1)　　AT90S8535的模擬部分及其他的模擬器件在PCB板上要有獨立的地線層。模擬地與數字地單點相連；
2)　　使模擬信號通路盡量短。使模擬走線在模擬地上通過，并盡量保持遠離高速數字通路的走線；
3)　　AVCC要通過一個RC網絡連接到VCC；
4)　　利用ADC的噪聲消除功能減小來自CPU的噪聲；
5)　　如果A口的一些引腳作數字輸出口，則在ADC轉換過程中，這些口不要改變其狀態。
　　3.2　ADC噪聲消除功能的實現
　　ADC可以在CPU空閑模式下進行轉換，這一特征使得可以抑制來自CPU的噪聲。為了實現這一特性，需采取一下措施：
A)　　必須選擇單次轉換模式，ADC的轉換結束中斷必須使能；
ADEN=1;ADSC=0;ADFR=0;ADIE=1;
B)　　進入空閑模式。一旦CPU停止，則ADC將開始轉換；
C)　　如果在ADC轉換結束之前沒有發生其它中斷，則ADC中斷將喚醒MCU并執行ADC轉換結束中斷。
微控制器片內A/D轉換器由于自身的結構、性能特點，在許多應用中會遇到與獨立A/D轉換器不同的問題，但大多數嵌入微控制器的A/D器都具有像AT90S8535相似的結構和特點，采取的消噪技術和方法也大致相同，我們需根據具體情況具體分析需采取嵌入A/D還是獨立A/D，并根據具體需求采取必要的措施來提高A/D轉換器的精度。