单片机的AD采样需要通过外部元件(电阻、电容等)将模拟信号转换成数字信号。如果不加电阻,直接将采样信号输入单片机,可能会因为环境的噪声和信号的干扰导致采样结果不稳定,甚至出现误差。而串联电阻,可以在一定程度上消噪、滤波、稳定模拟信号,提高采样的精度。
此外,电阻的阻值与外部模拟信号的电阻负载相匹配,可保证采样电路的最大输入电压不超过单片机的电源电压,并防止信号连续变化对模拟信号输出的影响,提高采样精度。
在模拟信号串联电阻后,可以保护单片机,防止环境中的过电压或电磁干扰对单片机产生影响,使其失效或受到损坏。电阻串联可以起到限流的作用,防止单片机芯片受到直接的模拟信号攻击。
在实际应用中,经常需要采集高电平与地的电位差,而VCC又与地相连,因此,如果模拟信号直接输入,极易撞击单片机内部二极管保护结,引起芯片的失效甚至损坏。
新型单片机的输入信号电压、电流要求较低,即输入电容较小、输入电阻较大,因此,为了保证信号输入电路的高阻抗,需要将输出电路与单片机之间串联电阻。
串联电阻的阻值直接影响输入电路的效果,可以调节阻值,改变电路输入端的等效电路,使之适应不同的外部输入信号源,提高信噪比。
单片机的内部电路中存在有限的输入电流,如果没有电阻来限制电流,会导致电流过大,可能会影响正常的信号输入电路的稳定运行。在电路中加入电阻,可以限制电流,使电路的输出电压和性能更加稳定运行。
同时,因为电阻自身具有载流特性,其内部能够吸收电路中的部分功率,从而保证了电路能够稳定运行。