3.5  整体电路连接图 18

3.6  PCB设计 18

3.7  本章小结 19

4  程序设计与实现 20

4.1  程序流程图 20

4.2  分块程序设计 20

4.3  程序实现 25

4.4  本章小结 25

结  论 26

致  谢 27

参考文献 28

1  引言

1.1  课题研究的目的和意义

    随着电子技术的迅速发展以及计算机在自动检测和自动控制系统中的广泛应用，利用数字系统处理模拟信号的情况变得更加普遍。计算机所加工的信息总是数字量，而被控制或被测量的有关参量常常是连续变化的模拟量，如光线、温度、压力、速度等，与此对应的电信号是模拟信号。模拟量的存储和处理比较困难，不适合作为远距离传输且易受干扰。在一般的工业应用系统中传感器把非电量的模拟信号变成与之对应的模拟信号，模拟量经传感器转换成电信号后，需经模/数转换变成数字信号才可输入到数字系统中进行处理和控制。这就是一个完整的信号链，模拟到数字的转换过程就是我们经常接触到的ADC电路[1]。

1．2  A/D转换技术的背景

20世纪70年代初，由于MOS工艺的精度还不够高，模拟部分一般仍采用双极工艺，而数字部分选择采用MOS工艺，而且模拟部分和数字部分并不能在同一个芯片上集成。因此，A/D转换器只能采用多芯片方式实现，成本很高。

1975年，最早的单片A/D转换器出现，它是一个采用 NMOS 工艺的10位逐次逼近型A/D转换器。

1976年，出现了分辨率更高的11位的单片 CMOS 积分型A/D转换器。此时的单片集成A/D转换器中，数字部分为主体，模拟部分仅起次要作用；而且，此时的MOS工艺相对于双极工艺仍然存在许多方面的不足。

20世纪80年代，出现了由Bi CMOS工艺制作而成的单片集成A/D转换器，但是工艺十分复杂，成本也很高。随着CMOS工艺的较快发展，采用CMOS工艺制作单片A/D转换器已逐渐成为主流。这种A/D转换器的成本较低、功耗也相对较小。

    20世纪90年代以来，便携式电子产品的普遍应用迫使A/D转换器的功耗尽可能地降低。当时的A/D转换器功耗为mW级，而现在已经可以降到μW级。A/D转换器的转换速度和精度也在不断提高，目前，A/D转换器的转换速度已达到数百MSPS，分辨率已经可以达到24位。不断完善和改进现有A/D转换器的速度和精度，成为现代A/D转换器的特点和发展方向[2]。

1．3  A/D转换的原理 

通常，ADC电路由两部分组成，它们是：采样、保持电路和量化、编码电路。其中量化、编码电路是最核心的部件，任何ADC转换电路都必须包含量化、编码电路。 ADC电路的形式多样，它们采用的方式通常可以分为两类：

    直接法： 即把模拟信号直接转换成数字信号。通过基准电压与采样-保持信号进行比较，从而转换为数字量。它的工作特点是：工作速度高， 且转换精度容易保证。 如逐次逼近型，并联比较型等。其中逐次逼近型A/D 转换器，易于用集成工艺实现， 且能达到较高的分辨率和速度，故目前集成化A/D 芯片采用逐次逼近型者多；

间接法： 它是将采样-保持的模拟信号先转换成为与模拟量成正比的频率或时间，然后再把它转换为数字量。这种方式通常是采用时钟脉冲计数器，因此又被称为计数器式。它的工作特点有：工作速度低，但转换精度高，抗干扰能力强。如电压/时间转换型（积分型），电压/频率转换型，电压/脉宽转换型等。