单片机中的AD-DA转换：逐次逼近式转换器解析

本资源主要围绕单片机中的模拟量与数字量转换展开，特别是AD-DA扩展技术，包括A/D转换器（ADC）和D/A转换器（DAC）的工作原理及其在单片机系统中的应用。其中重点讲解了逐次逼近式A/D转换器的结构、工作原理和特点。 在单片机应用系统中，A/D转换器是不可或缺的组件，它能够将连续变化的模拟信号转换为数字信号，便于单片机进行处理。同样，D/A转换器则将处理后的数字信号转换为模拟信号，用于驱动执行机构。这两种转换在各种物理参数（如温度、压力、速度等）的测量和控制中起到关键作用。 A/D转换器主要分为四种类型：逐次逼近式、双积分式、并行式和Σ-Δ式，其中逐次逼近式和双积分式最为常见。逐次逼近式A/D转换器通过一个称为SAR（Successive Approximation Register）的寄存器，从最高位开始逐位与输入模拟信号进行比较，根据比较结果设置或清除位，直到所有位都比较完毕，最终得到转换后的数字值。该类型的A/D转换速度快，但当模拟输入信号变化快或者幅值微小时，可能需要额外的采样保持电路和信号调整电路。 双积分式A/D转换器则采用积分器进行两次积分来实现转换，其工作过程相对复杂，但具有较高的精度和抗干扰能力，适合于低速、高精度的转换场景。 在控制逻辑与时序方面，A/D转换器通常包含一系列控制信号，如START（启动）、CLK（时钟）、EOC（转换结束）等，这些信号协调转换过程中的各个步骤，确保转换的准确性和实时性。此外，还有诸如Vin（模拟输入）、D0到D7（数据输出）、+Vref和-Vref（参考电压）、OE（输出使能）以及Vst（启动电压）等接口信号，它们共同决定了A/D转换器的性能和适用范围。 D/A转换器在结构上包括比较器、输出锁存器等组件，通过数字输入数据（D0到D7）和控制信号来生成对应的模拟输出。输出锁存器在接收到正确的时钟信号后锁存数字输入，并将其转换为模拟电压输出。 这个教学课件深入浅出地介绍了A/D和D/A转换器的基本概念、工作原理和实际应用，对于理解和设计包含模拟量输入输出的单片机系统具有重要指导意义。