51单片机学习笔记（清翔版）（21）——ADDA数模转换
A：anolog模擬的? ? ? ? ?D：digital數字的
AD模擬轉數字，DA數字轉模擬
生活中的基本都是模擬量，如溫度，可以是10℃，10.1℃等
手機的背光亮度自動調節，拿到太陽光下，亮度會增亮，拿到暗的地方光線會減暗，是因為，手機上有一個感光頭，采集環境光的亮度，采集到的的是模擬量，經過內部的AD轉換器，把模擬量轉換成數字量給CPU，CPU通過亮度值再輸出一個數字量，輸出的數字量再轉換為模擬量去控制背光屏的電壓，手機后面有一個背光板，手機液晶屏自身是不發光的，為什么能看到字？是因為手機屏上有背光，很多LED燈組成的還有背光板導光片等，LED燈的亮度決定了屏幕的亮度，光線強的時候，要把亮度調高，先通過感光元件返回的模擬量，轉化為數字量，通過這個數字量控制LED背光亮度，背光亮度是一個電壓，電壓大，會變亮，就是把數字量又輸出出去，控制燈的亮度。
所以手機自動調節用了AD和DA。還有重力感應、打電話時靠近面部息屏等等，以及煙霧傳感器，壓力傳感器等。
光線不充足下，發出聲音，燈會被打開，在下面有孔的鐵罩內，有一個咪頭（咪頭，是將聲音信號轉換為電信號的能量轉換器件，是和喇叭正好相反的一個器件（電→聲）。是聲音設備的兩個終端，咪頭是輸入，喇叭是輸出。）模塊，能檢測到震動或聲音，這些都是模擬量，通過這個模塊，通過內部的電路，把模擬量轉換為數字量，去控制燈的開關，同時在紅罩內，內有光敏電阻，開發板上也有，當光線充足，無論發出多大聲音，燈是不會亮的，只有光線暗，發出聲響，才會亮。它就是靠這聲音檢測和光線檢測結合來控制的。
我們開發板也有AD和DA，我們也可以模擬手機背光，控制LED亮暗。
初學了解技術指標就好，以后設計產品的時候就需要關注ADDA性能了，不同應用場合使用不同的AD。
假設從1變到2，兩個相鄰數碼，那電壓需要變化多大呢？假設電壓從0.1V變到0.2V，數碼就可以從1到2了，如果從0.1邊到0.19V，數字量還是1，這就是說之間有0.1V的變化量，有的AD變化0.05V就可以檢測到，這就是分辨率，分辨率越高，電壓發生一個很小的變化都能識別到。
再例如圖中例子，滿量程10V，是說能采集的最大電壓為10V，從0到10V間發生任何變化，只要在分辨率以內，都可以用一個數字量表示出來，通過這個數字量，通過計算，我們就能知道電壓變化了多少。12位的ADC，電壓每變化2.4mV，它的數字量就會變化一位。如果是2.4mV，數字量是1，通過這個1，就知道電壓是2.4mV，若電壓為4.8mV，那么數字量是2，如果變到5.9mV，那么數字量還是2，因為變化量小于2.4mV，所以不會識別到，這就是分辨率的問題。
例如稱黃金的稱就需要分辨率很高的，每發生幾毫克的變化我都需要知道，因為1g幾百塊是很貴的，所以如果我們要設計一個電子秤，它的用途是稱首飾珠寶的，就需要分辨率高的，如果是批發蔬菜的，那么分辨率就可以低些，少那幾克也沒事，因為AD分辨率越高價格越貴。我們開發板上AD是八位的。滿量程是5V。可以算出沒變化，0.01953125V就可以檢測到。
比如你模擬量能變到0.0000幾，小數點后好幾位，但數字量就不能做到，因為硬件的局限性。
從左面的圖就可以看出，模擬電壓從0到1LSB（最小變化量），數字電壓始終是0。
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偏移誤差的圖就是上一個圖的右邊的圖像。
上述兩個誤差都是AD內部的誤差，生產工藝決定的，價格不同，誤差也不同，價格越貴，誤差越低，精度越高。當然也不是價格越高越好，要看用到什么場合。總不能稱白菜的稱拿一個做導彈的高速AD去做，一個AD就幾百塊，還需要外部晶振，做出來賣給誰去。
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線性度
我們開發板用的是第二種逐次逼近式。
里面有DA轉換器、N位寄存器、控制器、比較器、D0~D7數據輸出、VIN數據模擬量輸出、VREF參考電壓。
例如我們開發板，參考電壓是5V，八位，首先把8位最高位置1，其它為0，那么參考電壓就取了一半，VREF/2，拿到VN這里與VIN比較，假設模擬輸入電壓是3.75V（要將他轉換為數字量），如果模擬輸入大，那么比較器會輸出1，保存到移位寄存器，然后把次高位置1（就是又取了剩下的2.5V的一半，也就是1.25V），加上前面你的2.5V，就是3.7V5，然后比較器還是輸出1，下一次又把下一位也置1，這時肯定模擬輸入電壓小，比較器就輸出0，然后再加一個1，比較器又輸出一個0，直到8位，然后就把這個N位寄存器的數字量輸出出去，輸出到鎖存緩沖器，然后輸出。
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?DA：把數字量轉換成模擬量
內部采用電阻分壓的方式，輸出一個數字量，內部有多個開關，控制從哪一個通路走，從不同通路走，通過分壓后，電壓不一樣。
可以輸出0~5V的電壓。而AD可以檢測0~5V的輸入電壓。
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我們用的5516光敏電阻。
通過光敏電阻就能采集到的環境光的亮度，在通過AD，電阻分壓的方式，只要電阻值變小，電壓就會發生變化。
開發板上也是NTC熱敏電阻，比較常用。
音量調節就是用的電位器。
4個模擬輸入，就是4個AD，1個輸出，即DA。用的I2C總線。
三個地址引腳，和前面的AD24C02，即EEPROM很像，就是在總線上最多運行掛幾個，2的3次方=8個。不需要額外的硬件就可以配置它的地址。
自動增量通道，即檢測完1通道自動增到2通道進行檢測。
量化電壓的時候要根據參考電壓來，接的是5V，所以最多識別0~5V。
EXT時鐘輸入選擇，配置為內部或者外部，我們配置為內部。
1（通道0）：模擬輸入0，接了光敏電阻到地，中間接了4.7k電阻到VCC，通過分壓的方式。
當光敏電阻阻值越大，模擬輸入電壓就越大，電阻越小，電壓就越小，例如如果拿到強光下時電阻變為0.3k，分壓后，模擬輸入為0.3V，若光線弱，電阻為4.7k，那么模擬輸入為2.5V。有點人會說為什么分壓而不直接把光敏和電源還有地連接？當光敏為0.3k時，電流就很大了，功率浪費了很多，而且很多器件承受不了這么大電流，而且光線再強，若為0，那么等于直接電源接地了，輸入為5V，發熱更嚴重。而若有4.7k電阻，當光敏為0Ω，電流也才1.06..A，功率就很小了。所以采集電壓一般用分壓的方式。
2（通道1）：熱敏，也是采用這種分壓方式。
3（通道2）：接了10k電位器。
4（通道3）：排針引出去。如果要接一些外部器件，有些同學買些模塊，模塊上除了VCC和GND，還有一個叫DO（數字輸出腳），AO（模擬輸出腳），DO隨便接一個IO口就可以，可以檢測到數字量的變化，AO可以用杜邦線接到AIN3這里了。
AOUT數字量轉模擬量的輸出，
有一個跳線帽，如果把它拔掉，模擬輸出可以接到別的地方去，比如我要用一個3.3V電源，我就可以給一個數字量讓他輸出3.3V電源，通過J6上那個1腳輸出到別的地方。
只要功耗不大，都可以采用這種方式。
默認時，AOUT是通過300Ω電阻接到DA指示燈上，數字量變化，輸出的模擬電壓變化，燈的亮度就不同。
有時候，你采集來的值，8位的，最大256，實際表示0~255，你給他5V，可能不是255，參考電壓接了VCC，可能不是標準的5V，有時候你電腦輸出5V，但是板子上有用電設備，電壓會拉低一點，如4.95等。
A2~A0我們都接了0，所以地址就是0x90+讀寫位
?alldata下載數據手冊，或百度找中文。
第二位，模擬輸出使能標志腳，如果允許模擬輸出要置1。其它為0，那么就是0100 0000
先發地址0x90，再發0x40，就是模擬輸出，再發送數字量，就會輸出相應的模擬電壓。
第3、4位，設置輸出方式，單端輸入，差分輸入。
我們開發板就是采用單端輸入，光敏、熱敏和AD芯片就很短。我們那些輸入信號都接了開發板的地。
差分輸入用于長距離傳輸。
第3、4位為00就是單端輸入。
第6位為自動增量標志位，置1，通道自動增量檢測，檢測完1就檢測2...
最后兩位是通道選擇位，00位0通道，01為1通道，10為2通道，11為3通道。
之后開始編程，邏輯是：起始信號，發送8591地址+讀寫方向，控制信號（DA輸出還是單端輸入），做輸入之后就讀DA的值，做DA輸出，發一個數字量，讓他轉為模擬量輸出。
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總結
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