基于C8051F060內置高精度模／數轉換器的使用方法
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2．3．3 建立時間
如果ADC的輸入為高速快變信號，如外部多路選擇器的切換或其他跳變信號，則在進行轉換之前需要一個最小跟隨時間，這個時間取決于ADC的輸入電阻，采樣電容，外部等效電阻及所期望的轉換精度，等效時間常數對單端輸入和差分輸入都是一樣的，給定精度所需要的建立時間可由下式來估算：
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其中A為所需精度，取LSB的小數部分；t為所需的建立時間(秒)；n為ADC的位數
(16)；RT為ADC的輸入電阻和外部等效電阻的總和；Cs為采樣電容。
2．4 校準
模／數轉換器在生產廠已經通過非線性、零點偏移和增益誤差校準，但也能在系統中單獨對ADC0和ADC1的這些參數分別進行校準。校準是通過ADC0型和ADC1型配置寄存器的相應位來進行的，校準參數可用ADC校準指示寄存器(ADC0CPT)和ADC校準參數寄存器(ADC0CCF)讀寫，ADC0CFF的CPTR位用于ADC0CCF讀寫特定的校準參數。
一般情況下，不必再進行非線性校正，若要進行這種校正，將ADCnLCAL位置1即可啟動，校正完成后，由硬件對ADCnLCAL位置0 ，校正參數存放在修正單元中。進行零點和增益校準時，可以使用內部或外部的電壓源作為校準源，由ADCnSCAL位來設定。為了保證精度，建議先進行零點校準，后進行增益校準，零點校準可由ADCnOCAL位的置1采啟動，校準完成后，由硬件對ADCnOCAL位置0，零點校準可以補償的偏移誤差為滿量程的±3．125％，偏移值在ADC的數字化之前加到AINnG輸入中；增益校準可通過將ADCnGCAL位的置l來啟動，校準完成后，由硬件對ADCnGCAL位置0，增益校準可以補償的非線性誤差約為±3．125％，增益值加到ADC的VREF通路中，用以改變轉換器傳遞函數的斜率。
2．5 可編程窗口檢測器
ADC0有一個可編程窗口檢測器，它能連續地將ADC0的輸出與用戶設定的限位值進行比較，并監測系統的超值條件是否滿足。這一點在中斷觸發系統中特別有用，既可以節約代碼空間和CPU的占用帶寬，又能提供快速的響應時間。窗口檢測器的中斷標志也可用于查詢方式，該標志即特殊功能寄存器(ADC0CN)中的AD0INT位。參考字的高低字節被分別裝入ADC下限(大于)和上限(小于)寄存器(ADC0GTH／ADC0GTL和ADC0LTH／ADC0LTL)中。單端和差分方式都可以使用窗口檢測器，在單端方式中，窗口檢測器對寄存器(ADC0GTx／ADC0LTx)與ADC0的輸出進行比較，而差分方式是將ADC0和ADC1的組合輸出用于比較。應該注意，窗口檢測器標志可以在監測到數據落在設定的限位值之內或之外時置位或復位，這取決于對寄存器(ADC0GTx和ADC0LTx)的編程。
3 應用舉例
圖2所示是一個微型彈簧自動測試分選系統的原理框圖，單片機(C8051F060)是該系統的控制中心，通過12位DAC的輸出產生一個直流電壓，送到加力器，加力器將使彈簧產生變形位移，由位移傳感器測出位移量，傳感器的輸出電壓送到Ain輸入端，經過16位A／D轉換得到位移量，根據物理學胡克定理公式：F=-kS，單片機即可計算出彈簧的彈性系數k值。圖中，LED陣列用于不同k值的指示，由于C8051F060型單片機有多達59個數字I／O口，所以，液晶顯示LCD接口。LED指示矩陣接口及鍵盤掃描接口等，均不需要太多的外擴電路，簡化了系統，提高了可靠性。
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4 結束語
近年來，隨著大規模集成電路制造技術的不斷發展，混合信號單片機的模擬接口性能進一步提高，特別是ADC的功能更加完善，精度從10位、12位、直到16位甚至24位，但綜合考慮采樣速度等因素，C8051F06X系列單片機以16位精度和1 MS／s的采樣速度，以及其他靈活多樣的可配置功能，成為目前屈指可數的片上系統混合信號單片機。可以預見，該系列單片機必將在數據采集及智能化儀器儀表等方面得到廣泛的應用。
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