什么是单片机ad转换，单片机ad转换处理方法

1、什么是AD转换

A是模拟信号的意思，D是数字信号的意思，AD转换就是模数转换，顾名思义，就是把模拟信号转换成数字信号，例如把电压值转化为数字信号。

2、为什么要AD转换

单片机（以及其他处理器）只能处理数字信号，当单片机想要获取电路上某一点的电压值时，就得用到AD转换了，如果你直接把单片机的引脚接到电路这个点上，单片机只知道这个点的电压是低电平还是高电平，又怎么能得到他的电压值呢？例如数字式的万用表，它测量电压时，先有一个AD转换电路，把电压值转换成一个数值，然后把这个值送个单片机（当然万用表里的用的处理芯片不是单片机），单片机经过计算处理后，再把这电压值显示到显示到屏幕上。不过现在有一些比较强的单片机，其内部已经集成了AD转换器，不需要你再外接AD转换芯片。

3、8位16位的ad转换芯片是什么意思

8位，16位就代表了AD转换芯片的转换分辨率，数字越大，分辨率越高，同时也反映了它的精度，数字越大，精度相对也越高。8位算是最低了，有些单片机里集成的AD转换器一般是10位的。12位和16位的芯片价格就比较贵了。

4、分辨率

举个简单的例子，8位芯片只能转换最小到0.01V的电压，而12位的芯片却能转换最小到0.001V的电压，如果一个电压为3.359V，8位芯片转出来后的数值是3.35V，12位芯片转换出来后是3.359V，精度比8位就高一个档次了。（注：这里数值不是正确的数值，举例用，切勿实际使用）

5、采样

采样是AD转换的速度性能指标，通俗的说就是每秒里能采样多少次，采样次数越高芯片性能越好。如果对采样不理解，也可以用另一种方式理解，就是一个AD转换芯把电压值转换成数字值这个过程所需要的时间，时间越短越好。

6、精度

精度是AD芯片的一个重要参数，表示采集到的数据和真实值之间的相差的程度。例如单片机转换出来的结果是0.3V，而实际可能是0.31V，这样就相差了0.01V。这种误差是不可避免无法消除的。这和在第3点中提到的位数有关，位数越高，这样的误差越小。

单片机内集成的A/D转换，一般都有相应的特殊功能寄存器来设置A/D的使能标志，参考电压，转换频率，通道选择，A/D输入口的属性（模拟量输入还是普通的I/O口），启动，停止控制等。有了这些寄存器，使得我们控制单片机的模拟量采集变得非常方便。

A/D转换的基本原理是：将参考电平按最大的转换值量化，再利用输入模拟电平与参考电平的比例来求得输入电平的测量值（V测=V参*（AD量化值/AD转换的最大值））。有些MCU A/D转换的参考电平可以选择由一个外部引脚输入，这样使得用户可以对A/D转换进行更好的控制。值得注意的一点就是A/D转换的输入电平必须比参考电平低或相等，不然测试的结果就会有很大的偏差。

下面以参考电平为5V，转换的精度为8位为例来说明如何取得实际的测量值是多少。如果AD量化值为128，则V测= 5*128/256=2.5V。因为V测=V参*（AD量化值/AD转换的最大值）=AD量化值*（V参/AD转换的最大值），而针对具体的硬件电路，“V参/AD转化的最大值”是一个固定的系数。而这个系数，就相当于测试的精度了。对于10位的A/D，5V的参考电压的测试精度约5毫伏，而用2.048伏的参考电压，精度就可以达到2毫伏。当然测试的电压范围相应的也减小了。我曾经就用这种减小测量范围来提高精度，使用PIC16F76做A/D测量，使得正负误差不超过5毫伏的高精度测试电源。当误差超过5毫伏时，电路发出报警声，提示操作员，重新调解电压到规定范围内。

然而，即使使用同样一款MCU，不同的软硬件设计者，使得A/D转换的效果相差也甚远。主要是很多新手在处理上有些不当，不是直接把一次转换后的结果拿来处理并做相应的显示，就是对参考电平不做处理。所以使得显示效果老是变化不定，给人一种不稳定的感觉。

针对参考电平设在单片机内部的MCU，主要是要对A/D的量化值做数字滤波处理，比如多次间隔采样，再求平均等。而针对参考电压可以从外部输入脚引入的，最好单独设置一组高稳定度的参考电压，如TL431等。这样，即使MCU的主电源有些波动也不会导致A/D转换值的漂移。其实在没有高精度参考电压的情况下，或者A/D量化值很不稳定的情况下，

我们依然可以通过软件的方法将与A/D转换有关的显示或其他的驱动做得非常稳定。这就要看程序员的设计经验了。

单片机小制作，DIY多头灯具分段控制器

为了方便和节能，现在很多家庭都会安装分段控制的吊灯，而且很多都是可遥控的。但是有孩子的家庭会发现，小孩经常顽皮地拿着遥控器切换灯玩，遥控器有时也不翼而飞。这个烦恼其实可以用一个简单的单片机搞定，您在家就可以自行制作。

从灯具中取下原有控制器

把灯具拆下取出控制器(见图3.1)。可以看到，简单的功能用了好多元件，要是用单片机不是简单好多吗?电路只包括整流电路、无线接收模块和继电器驱动电路。无线接收模块输出的信号经过2片74HC40系列的芯片处理后驱动9013控制继电器闭合。

图3.1 从灯具中取下的原有控制器

设计单片机控制器

我想实现的功能是开灯后默认点亮2支灯管，要切换灯管数目时只需要关掉开关又马上打开开关，可以按2、3、4、1支方式切换点亮灯管。这样一来就有两个问题需要解决了：一是开关断开后，电源也切断了，电容上的电荷很快被继电器线圈放完电，单片机无法继续工作;二是单片机如何得知开关被关了。图3.2所示是我设计的电路图，带着上面两个问题，我们分析一下电路。

图3.2 单片机设计电路原理图

单片机选用市场上常见的STC出品的12C2052AD，这款芯片在I/O上完全兼容AT89C2051，芯片功能上更扩展了丰富的功能，如I/O的强上拉、高阻，片内RC振荡及复位电路、片内EEPROM等。为了方便制作，我使用了片内的RC振荡及复位电路，这样一来少使用了复位电路及晶体振荡器。9V交流电压器整流后得到约12V的直流，一部分供给继电器驱动，一部分供给78L05稳压后得到5V供单片机使用。在78L05输出端使用一个4700µF(C2)电解电容。使用如此大容量的目的是，在主电源切断后，C1会被继电器线圈很快地放完电，而C2仍有电荷供单片机使用。VD3、R2、VD4构成一个断电检测电路。电源没有切断时，VD3半波整流后经过R2限流，再由VD4稳压在5.1V左右，电源切断时这里则为0V。使用这个电路的要点是C2的容量要远大于C1，这样才能保证在电源切断后P3.7引脚得到的是一个低电平，同时单片机在断电后一段时间后仍能保持工作。另外，P3.7引脚需要设置为高阻态，如果使用准双向模式就算VD3失电，P3.7仍然是处于高电平状态。单片机输出的控制信号通过内部强上拉后，经过10kΩ的电阻使得三极管B极电流在0.5mA，再经过100倍左右的放大，C级电流可以达到50mA，足以驱动继电器。因为电路安装在灯内，LED可以不要，只用于程序的调试作用。完成的电路实物图见图3.3。

软件编程

软件的编写也极为简单。上电后先设置I/O的上拉和高阻态。因为上电后I/O输出为高，所以在完成设置后把I/O拉低，这样就不会有上电瞬间4支灯管片刻间点亮的问题。程序会不停用P3.7引脚检测电源状态，一但电源失电，P3.7检测到为低电平时，这时会延时防抖，确认为失电后应马上切换到下一个灯管开关状态，灯会在1s后点亮。如果开关关闭时间过长，单片机也会因C2放电完成而终止工作，所有电路停止。所以在使用时，开关关闭再打开的时间间隔大约为1s，也就是开关关闭后马上又要打开，只有这样这电路才能正常进行切换。

图3.3 完成的电路实物图

组装

我们从图3.3所示的电路可以看到，它是直接在灯具原配的电路板上修改的，拆除无线接收及其他部分的电路，只保留继电器、继电器驱动电路、电源部分及接口，这样根本不修改原灯具便可以方便地按原路安装新的功能。此项制作要求制作者十分熟悉市电，安装时也一定要先切断电源。图3.4所示是点亮2支灯管的情形。使用学习到的电子知识来方便自己的生活，确实十分有意义。

图3.4 安装后的点亮效果

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