逐次比较式A/D转换器原理与单片机定时器

"这篇资料主要讨论了逐次比较式A/D转换器的工作过程以及单片机中的定时器/计数器的功能和控制。" 在单片机系统中，A/D转换器是至关重要的组成部分，它负责将模拟信号转换为数字信号，以便微处理器能够处理这些数据。逐次比较式A/D转换器是一种常见的转换方法，其工作过程如下： 1. 控制电路首先设置N位寄存器的最高位为1，这个值经过D/A转换网络会产生一个电压Vs。 2. 接下来，比较器对输入电压Vi和Vs进行比较。如果Vi大于等于Vs，比较器的输出会使N位寄存器的最高位保持为1；反之，如果Vi小于Vs，最高位则被设置为0。 3. 比较器继续比较次高位和其他位，直到所有位都完成比较。当全部比较结束，控制电路会设置DONE标志位为1，表示A/D转换完成。 4. CPU可以通过查询/响应DONE的中断，从N位寄存器中读取对应的数字量，从而获取到输入电压的数字表示。 A/D转换的基本原理是通过不断逼近的方法找到最接近输入电压的二进制数。以8位A/D转换为例，满量程输出为5V，转换器会逐步调整D/A输出电压，直到找到一个电压值使得输入电压与之相等或相近。 另一方面，单片机中的定时器/计数器是重要的硬件资源，它们可以执行定时任务或计数外部事件。定时器通常由THx和TLx寄存器组成，如TH1和TL1，它们连接到CPU和时钟系统。根据TMOD和TCON寄存器的配置，定时器可以工作在不同的模式： - 定时功能：当计数脉冲来自内部时钟，每个机器周期提供一个计数脉冲，达到预设值后产生溢出中断。 - 计数功能：当计数脉冲来自外部，检测外部信号的跳变，最高频率受限于震荡频率的1/24。 定时器/计数器的控制涉及到多个控制位，例如TFx（溢出标志位），TRx（运行控制位），IEx（中断请求标志位）和ITx（中断触发方式位）。TRx用于启动或停止计数，TFx指示是否发生溢出，而IEx和ITx则与中断请求和触发方式有关。TMOD寄存器的M0和M1位用来选择工作模式，C/T位决定是定时模式还是计数模式，GATE位控制是否启用门控功能，即外部中断INT是否影响计数器的操作。 这篇文章深入讲解了逐次比较式A/D转换器的工作流程，并详细阐述了单片机中的定时器/计数器的功能、控制方式和操作模式，这些都是单片机应用开发中不可或缺的基础知识。