MCU是微控制器单元的缩写,是一种集成了微处理器核心、存储器、输入/输出接口和定时器等基本功能模块的芯片,广泛应用于嵌入式系统中。AD口(模拟输入口)是MCU用来采集模拟信号的输入接口,可以将模拟信号转换成数字信号供MCU进行处理。通过对AD口的使用,MCU可以实现各种各样的模拟信号采集、处理和控制等功能。
MCU中的AD口主要有以下三个作用:
1)模拟信号采集:MCU通过AD口可以将模拟信号转换成数字信号,从而Real-time sampling模拟信号;
2)信号滤波:MCU可以通过AD口对输入的模拟信号进行滤波,去除因信号传输和采集过程中带入的噪声干扰等不需要的部分,使得输出的信号更加清晰和稳定;
3)控制输出:MCU可以通过对AD口读取的模拟信号进行比较和处理实现对输出信号的控制,例如控制LED的亮度或电机的转速等。
MCU的AD口原理是将输入的模拟信号转换成数字信号。模拟信号采集系统由模拟电路和数字电路组成。图中 A/D 转换器是将模拟信号转换为数字信号的关键功能模块,它是一个用于将模拟电压信号转换为对应的数字值的电子元件,同时又被称为模数转换器或者模/数转换器。在信号采集时,模拟信号先被放大,然后套用到 A/D 转换器上,转换器将模拟信号转换为数字信号并发送给处理器进行处理。
AD口的分辨率是指量化精度。分辨率越高,模拟电压值与数字化电压值之间的误差越小。
使用AD口时,需要注意以下几点:
1)需要正确的参考电压源,可以使用内部参考电压源或者外部参考电压源来做参考电压;
2)AD口的最大输入电压一般不能超过芯片供电电压,否则可能会损坏MCU;
3)要留意信号采集频率,AD转换的速度和采样时钟的波特率应该相匹配,否则会造成信号失真;
4)要考虑模拟信号的电平范围,必须保证输入的模拟信号在转换为数字信号时没有进行失真;