圖 3 前向通道電路圖
整個(gè)系統(tǒng)的輸入控制電路如圖3所示，外部電路比較簡(jiǎn)單，主要就是一個(gè)運(yùn)算放大器和一個(gè)模擬開關(guān)組成，運(yùn)算放大器組成了差動(dòng)放大器，模擬開關(guān)選取了CD4051，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓走向的控制，通過(guò)它可使給入AD轉(zhuǎn)換的電壓是被測(cè)電壓或者誤差電壓。運(yùn)算放大器在這里不僅起到放大的作用，還要實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量 和第一次轉(zhuǎn)換的電壓VDAC求差的運(yùn)算，具體情況為：
2、軟件部分。程序主要完成對(duì)兩次采樣過(guò)程的控制，數(shù)據(jù)的計(jì)算、處理和顯示等。程序流程圖如圖4所示。
在軟件的工作過(guò)程中，為了得到更精確的轉(zhuǎn)換，我們可以在測(cè)量靜止電壓信號(hào)的時(shí)候，采取測(cè)量多次并取平均值的方法，來(lái)減小誤差的影響。測(cè)量變化較快的電壓信號(hào)時(shí)，就只能一次測(cè)量結(jié)束了。
轉(zhuǎn)換過(guò)程中主要程序如下：
*P_ADC_MUX_Ctrl=C_ADC_CH1; //初始化AD通道1
*P_ADC_Ctrl=C_ADCE;
uiData1=*P_ADC_LINEIN_Data;
uiData1=0;
for(i=0;i<16;1++)//進(jìn)行十六次轉(zhuǎn)換取平均值
{ *P_WatchDog_Clear=C_WDTCLR;//清狗
uiData1+=AD();//累加轉(zhuǎn)換值
}
uiData1>>=4;//求平均
fVoltage1=(float)uiData1/0xffc0*3.3;//計(jì)算第一次電壓轉(zhuǎn)換值
ASM("int off");
*P_DAC_Ctrl=C_DA1_Direct;//初始化DA轉(zhuǎn)換通道1
*P_DAC1=uiData1;//DA轉(zhuǎn)換
for(i=0;i<3000;1++)//延時(shí)
*P_WatchDog_Clear=C_WDTCLR;
*P_ADC_MUX_Ctrl=C_ADC_CH2;//初始化AD通道2
*P_ADC_Ctrl=C_ADCE;
uiData2=*P_ADC_LINEIN_Data;
uiData2=0;
for(i=0;i<16;1++)
{ *P_WatchDog_Clear=C_WDTCLR;
uiData2+=AD();
}
uiData2>>=4;//取平均
uiData2>>=6;//縮小64倍
fVoltage2=(float)uiData2/0xffc0*3.3;//計(jì)算電壓值
fVoltage=fVoltage1+fVoltage2;//兩次電壓值求和
以上程序描述了如何控制系統(tǒng)中的如何控制內(nèi)部的模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行相互配合工作，以及采樣結(jié)束后如何計(jì)算出最終的測(cè)量值，顯示和其他方面的程序比較簡(jiǎn)單，在這里就不列舉了。
四、總結(jié)
以上所講述的兩次采樣的A/D轉(zhuǎn)換的方法可以應(yīng)用在眾多的采集領(lǐng)域，如傳感器的數(shù)據(jù)采集、電壓信號(hào)的測(cè)量等，其結(jié)構(gòu)可以是多樣的，所用的元件也可以是其它型號(hào)，但其所能實(shí)現(xiàn)的根本的方法是不能變的。本文以凌陽(yáng)單片機(jī)為基礎(chǔ)來(lái)做，主要是其內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換器和DA轉(zhuǎn)換器，可以達(dá)到外部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易的效果，并可以很方便的實(shí)現(xiàn)其它如控制、顯示等方面的功能。這種方法在實(shí)際的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)容易，但是要保證其精確度則必須保證其中DA轉(zhuǎn)換的精度和運(yùn)算放大的精度，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，此方法可以將誤差控制在0.5%。如果電路質(zhì)量好的話，還可以達(dá)到更高。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：利用兩次采樣的原理，使用普通的A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)高精度A/D轉(zhuǎn)換。
參考文獻(xiàn)：
1、趙戰(zhàn)民等，利用SPCE061A單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的兩次采樣AD轉(zhuǎn)換，科學(xué)技術(shù)與工程，2007年12期
2、薛鈞義等，凌陽(yáng)十六位單片機(jī)原理及應(yīng)用，北京航空航天大學(xué)出版社，2003年2月
3、楊素行，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程，高等教育出版社，1998年10月
4、趙新民，智能儀器原理及設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1995年6月
5、楊峰，一種簡(jiǎn)易提高A/D轉(zhuǎn)換器分辨率的方法［J］．微計(jì)算機(jī)信息，2007，8-2：282-283。
作者簡(jiǎn)介：馬艷玲（1980-），女，河北藁城人，石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院助教，學(xué)士，主要從事電子、自動(dòng)控制方向的研究。
通信地址：河北省石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院信息工程學(xué)院 （050031）
