嵌入式系统主要是基于微处理器或微控制器,进行系统集成和计算机控制。而模拟电路则主要是负责信号传输、信号处理、信号转换等相关功能。嵌入式系统和模拟电路的联系主要是通过嵌入式系统对模拟电路的控制来实现。嵌入式系统可以控制模拟电路启动、停止、调节电压、改变电流等多种方式来实现不同的功能。例如,在医疗设备中,嵌入式系统可以通过对模拟电路的控制来控制心脏起搏器的节律、呼吸机的气压大小等关键功能。
另外,嵌入式系统也可以对模拟电路进行实时监测和控制。比如,针对工业控制系统,嵌入式系统可以通过监测模拟电路中的温度、电压等参数,来对整个系统进行实时控制,并防止由于电路问题造成的系统故障。
嵌入式系统中通常会使用的模拟信号传感器,例如温度、湿气、压力、光强等各种传感器都会产生模拟信号。模拟电路可以用来加工、放大、转换这些信号,同时也可以防止其它无用的电磁干扰,以增强传感器的可靠性和抗噪性。
另外,模拟电路和嵌入式系统在音频、视频以及通讯领域也起着至关重要的作用。在音频处理过程中,模拟电路用来处理音频信号;在视频处理过程中,模拟电路则会接收并处理模拟视频信号,提供数字化信号给嵌入式系统处理。在通讯领域,模拟电路用来调制和解调各种数字信号,将其转化为模拟信号,然后进行发送或接收处理。
在嵌入式系统的硬件设计中,模拟电路的设计也是必不可少的。在VHDL/C/C++等高级编程语言的基础上,通过模拟电路的设计,可以较为便捷地实现硬件加速,更快地完成相关计算操作,在嵌入式系统领域有广泛的应用。
此外,模拟电路还可以为嵌入式系统提供需要的外部条件。例如,在由嵌入式系统控制的马达过程中,应通过模拟电路记录转轴的位置,从而提供启动、停止、加速、减速等控制信号,以确保系统运行的顺利和稳定。
模拟-数字转换(ADC)是模拟电路和嵌入式系统之间最为紧密的联系之一。当嵌入式系统需要将模拟信号数字化后,再进行处理时,就需要 ADC 硬件来实现模拟信号与数字信号之间的转换。ADC硬件通常由模拟前端电路和数字后端电路构成。模拟前端电路主要是对信号进行采集和过滤,然后通过放大、转换等方法把信号转化为一定范围的电压信号,然后数字后端电路进行采样和量化,把信号转换为数字信号,以供嵌入式系统进行计算处理。
因此,模拟信号的采集和模拟-数字转换是嵌入式系统和模拟电路的重要联系。相应的,ADC电路的设计对整个嵌入式系统的精度和速度等性能指标有着重要影响。