51单片机C语言程序设计中的ADC与DAC应用:模拟与数字世界的桥梁

发布时间: 2024-07-07 00:39:17 阅读量: 83 订阅数: 40
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51单片机C语言程序设计教程PPT

![51单片机c语言程序设计](https://img-blog.csdnimg.cn/20200413203428182.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjUwNjkzOQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70) # 1. 51单片机ADC/DAC概述** ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)是51单片机中常见的模拟信号处理外设。ADC将模拟信号转换为数字信号,而DAC将数字信号转换为模拟信号。 ADC/DAC在51单片机中广泛应用于各种场合,如温度采集、电机控制、数据采集系统等。ADC/DAC的性能直接影响系统的精度、可靠性和响应时间。因此,了解ADC/DAC的基本原理、编程方法和优化技巧至关重要。 # 2. ADC/DAC原理与实现 ### 2.1 ADC原理及转换过程 ADC(模数转换器)是一种将模拟信号(连续电压或电流)转换为数字信号(离散电压或电流)的电子器件。51单片机常用的ADC类型有逐次逼近型ADC和Σ-Δ型ADC。 #### 2.1.1 逐次逼近型ADC 逐次逼近型ADC通过逐次逼近的方法来转换模拟信号。其工作原理如下: 1. **初始化:**将转换结果寄存器清零。 2. **最高位比较:**将参考电压的一半加到输入信号上,比较结果与输入信号的大小。 3. **逐次逼近:**如果输入信号大于比较结果,则将转换结果寄存器最高位置1,否则置0。 4. **重复比较:**将比较结果的下一位加到输入信号上,重复步骤2和步骤3,直到比较到最低位。 **代码块:** ```c void adc_init(void) { // 设置ADC时钟源为系统时钟 ADC_CLOCK_SRC = ADC_CLOCK_SRC_SYSCLK; // 设置ADC采样时间为24个时钟周期 ADC_SAMPLING_TIME = ADC_SAMPLING_TIME_24; // 设置ADC参考电压为内部参考电压 ADC_REF_VOLTAGE = ADC_REF_VOLTAGE_INTERNAL; } ``` **逻辑分析:** * `adc_init()`函数初始化ADC,包括时钟源、采样时间和参考电压。 * `ADC_CLOCK_SRC`参数指定ADC时钟源,`ADC_CLOCK_SRC_SYSCLK`表示使用系统时钟。 * `ADC_SAMPLING_TIME`参数指定ADC采样时间,`ADC_SAMPLING_TIME_24`表示采样时间为24个时钟周期。 * `ADC_REF_VOLTAGE`参数指定ADC参考电压,`ADC_REF_VOLTAGE_INTERNAL`表示使用内部参考电压。 #### 2.1.2 Σ-Δ型ADC Σ-Δ型ADC通过过采样和数字滤波来转换模拟信号。其工作原理如下: 1. **过采样:**以远高于信号带宽的频率对模拟信号进行采样。 2. **调制:**将采样信号调制成脉宽调制(PWM)信号。 3. **数字滤波:**对PWM信号进行数字滤波,去除高频噪声。 **代码块:** ```c void adc_delta_sigma_init(void) { // 设置ADC时钟源为外部时钟 ADC_CLOCK_SRC = ADC_CLOCK_SRC_EXTERNAL; // 设置ADC采样率为100kHz ADC_SAMPLING_RATE = ADC_SAMPLING_RATE_100KHZ; // 设置ADC滤波器阶数为3 ADC_FILTER_ORDER = ADC_FILTER_ORDER_3; } ``` **逻辑分析:** * `adc_delta_sigma_init()`函数初始化Σ-Δ型ADC,包括时钟源、采样率和滤波器阶数。 * `ADC_CLOCK_SRC`参数指定ADC时钟源,`ADC_CLOCK_SRC_EXTERNAL`表示使用外部时钟。 * `ADC_SAMPLING_RATE`参数指定ADC采样率,`ADC
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广州大学计算机硕士,硬件开发资深技术专家,拥有超过10多年的工作经验。曾就职于全球知名的大型科技公司,担任硬件工程师一职。任职期间负责产品的整体架构设计、电路设计、原型制作和测试验证工作。对硬件开发领域有着深入的理解和独到的见解。
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