[发明专利]一种基于单片机技术的模数转换器

说明书

一种基于单片机技术的模数转换器，包括电源+Vcc，场效应管J103，单片机、若干电容、电阻和二极管；电源+Vcc连接电阻R1与场效应管J103，场效应管J103串联电阻R1组成“可控恒流源”，引入电流负反馈可获得恒流电源I0；场效应管J103与二极管D1、D2相连，其中D1连接单片机引脚3，D2、D3串联，D3连接单片机引脚11、电容C1和电阻R0，三只二极管D1、D2、D3构成电子开关；本发明的核心在于利用单片机上的比较器，通过软化模拟一种同步型电压‑数字转换器，达到减少硬件数量和成本的目的，同时所述电压‑数字转换器在线性度、分辨率、抗干扰性、动态范围乃至在低元件敏感度上都有上佳的表现。

技术领域

本发明涉及一种模数转换器，尤其是一种基于单片机技术的模数转换器。

背景技术

A/D转换器是沟通模拟与数字的桥梁，一般作为与单片机异步前向的外设通道来配置，作为一种模拟和数字的混合体，市面上低速、低分辨率的通用型A/D模组其售价都高于单片机，而且A/D转换器本身还要配置电压基准和众多数量的电阻电容，这样就要占用更多的PCB版面和布线，加之过多外配元件必然带来对环境的敏感性和通过这些外配元件引入的内外部热噪声和蠕变偏移。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种基于单片机技术的模数转换器，包括电源+Vcc，场效应管J103，单片机、若干电容、电阻和二极管；电源+Vcc连接电阻R1与场效应管J103的栅极，场效应管J103串联电阻R1组成可控恒流源，引入电流负反馈可获得恒流电源I0；场效应管J103的漏极与二极管D1的正极、二极管D2的负极相连，二极管D1的负极连接单片机引脚3，二极管D2、二极管D3串联，二极管D3的负极连接单片机引脚11、电容C1和电阻R0，三只二极管D1、D2、D3构成电子开关；电容C2和电阻R0并联接地，电阻R0并联电容C2构成RC积分电路，将输入信号进行积分运算；输入电源Vin连接电阻R2接入单片机引脚13，单片机引脚13连接电容C1接地，电阻R2并联电容C1构成阻容低通滤波器，电阻R2引入需要转换的模拟信号Vin,经所述阻容低通滤波器过滤掉输入信号Vin中的交流拨动后输入到单片机片内的比较器正向输入端COM+；单片机引脚12接入电源+Vcc，单片机引脚14接地，单片机型号为15W413AS-28。

优选的，所述场效应管J103为P沟道结型场效应管。

优选的，所述若干电容、电阻和二极管为：电容C1、C2；电阻R0、R1、R2；二极管D1、D2、D3。

优选的，所述二极管为高速开关二极管1N4148。

一种基于单片机技术的模数转换方法，所述方法包括主流程与子流程，所述主流程为：首先整个系统上电开始，然后单片机配置比较器接着配置定时器，然后设置总采样次数N0，最后清零充电次数N后进入休眠；所述子流程：首先定时中断子程序，然后将比较结果传送到P1.0判断结果，如结果为高，则对应运行算法“N＝N+1”增加一个充电计数，否则就跳过计数，此过程后再做采样，采样次数运行“N0＝N0-1”次，如采样次数没有为0，则中断返回；如果采样次数为0，则将“转移存储N”到寄存器RAM中，此时寄存器RAM中的值即为A/D转换结果，最后重新赋值N0和N返回主流程。

由于单片机都配置了比较器，本发明的核心在于利用单片机上的比较器，通过软化模拟一种同步型电压-数字转换器，达到减少硬件数量和成本的目的，同时所述电压-数字转换器在线性度、分辨率、抗干扰性、动态范围乃至在低元件敏感度上都有上佳的表现。

附图说明

图1为硬件电路图。

图2为A/D转换器图。

图3为恒流原理，与J103转移特性曲线。

图4为具体实施方式流程框图。

具体实施方式