计算机组成原理-使用ADC及整数运算.ppt

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1、计算机组成原理学习使用-AD转换器及整数运算章亦葵天津大学软件学院Analog-to-digital converter（AD转换器）(ADC,A/D,or A to D)Resolution:Q=Vref/2M 1LSB=Q Popular ADC type:successive-approximation ADC (逐次逼近模拟数字转换器)Conversion range(unipolar单极型ADC):0Vref8bit ADC,Vref=5V,Q8=Vref/256=0.01953125(V)=19.53125mV10bit ADC,Vref=5V,Q10=Vref/1024=0.00

2、48828125(V)=4.8828125mV12bit ADC,Vref=5V,Q12=Vref/4096=0.001220703125(V)=1.220703125mV M-bit digitalADCAnalog VoltageVinVrefAnalog converter to DigitalVin=3.14V，Vref=5V，M=10DM=Vin/Q=Vin/(Vref/2M)=Vin*2M/Vref=3.14*1024/5=643decGalileo Arduino ADC12bit ADC，0-5V conversion rangeDefault is set to 10bit

3、ADCChange to 12bit ADC by res=12:void analogReadResolution(int res)Get Convertered data：uint32_t analogRead(uint32_t ulPin)6 multiplexed ADCs探测温度-使用NTC热敏电阻（thermistor）NTC电阻特性RTH T温度下的基准电阻R0 T0温度下的基准电阻BK:B常数T0K:标准温度(25=298.15 K)TK:热敏电阻温度实验使用的热敏电阻B常数=3435K，R0=10,000测温原理使用电阻分压电路，将电阻随温度变化的特性转变为电压随温度变化特性

4、Vth=Vcc*Rth/(R1+Rth)VthVccADC转换结果与温度特性曲线实验电路参数1.热敏电阻Rth的B常数=3435K，R0=10,000;2.R1=4,700数值计算：exp运算太复杂需要简化分段近似线性化：此处只对1060进行近似使用整数的插值运算得到温度的结果(A1,T0)(A0,T1)(A0,T0)(Ax,Tx)(A0,Tx)(Ax,T0)AdcTNo.TADC010815160397Interpolation(插值)把公式变成C代码short int convert_adc2temperature(short int ax,short int a0,short int a

5、1,short int temp0,short int temp1)short int tempx;tempx=temp0+(ax-a0)*(temp1-temp0)/(a1-a0);return tempx;实物连接图和电路原理图扩展思考如何在使用整数运算的前提下，提高计算精度？如何进行多段近似线性化，使得温度计算结果更接近实际温度（或理论计算温度）？如何检查插值计算结果与理论值的误差？如何实现整数除法的4舍5入代码是否存在问题？其他测温误差分析AD输入电路的内阻影响了测量的数值Galileo的ADC等效电路Vad=VCC*(Rth*(R2+R3)/(Rth+(R2+R3)/(R1+(Rth*(R2+R3)/(Rth+(R2+R3)*R3/(R2+R3)ADC内阻analogWriteResolution不能使用应该使用analogReadResolution(res)，此功能是设定ADC的转换输出精度。analogWriteResolution未公开，用于PWM输出时analogWrite