基于單片機的雙積分A／D轉換設計

積分電路的輸出信號作為比較器的輸入信號與比較電壓進(jìn)行比較，當比較器輸出翻轉信號時(shí)，CPU計數器停止計數，從而獲得零點(diǎn)參考電壓的計數值，對這個(gè)數據進(jìn)行處理計算后，完成A／D轉換。

2)轉換過(guò)程
為了給積分電路提供積分零點(diǎn)，在系統上電階段，積分電路先接通GND，待比較器輸出為低電平時(shí)，再對積分電路進(jìn)行一段時(shí)間的放電，以使得積分電容零電荷。因此雙積分電路的工作過(guò)程分為三個(gè)階段：
(1)清零階段：當比較器輸出低電平時(shí)，積分電容上聚集了大量電荷，必須對其放電為后續的A／D轉換提供精確的零起始點(diǎn)。即對U0進(jìn)行定值積分，由由此可見(jiàn)放電時(shí)間根據U0、U1、R、C具體值而定。

(2)積分階段：對模擬輸入電壓Uin進(jìn)行固定時(shí)間積分，積分時(shí)長(cháng)T1，由A／D的精度決定，精度越高積分時(shí)間越長(cháng)，此階段積分器的輸出電壓
(3)比較階段：對模擬輸入電壓進(jìn)行定時(shí)積分后，再對零電平進(jìn)行反向積分直到比較器的輸出發(fā)生翻轉，此階段積分器的輸出電壓為由比較器原理得U10=U1，由此可得
其中T1、U0、R、C、U1均為常數，即對零電平的積分時(shí)間T0與模擬輸入電壓U成正比，T0即為所求值。具體轉換波形如圖4所示。