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1 基本原理1.1 ADC基本原理 根据微芯的ADC手册，ADC可以分为单端ADC和差分ADC。 1.1.1 单端ADC单端ADC的输出范围是[0,2^n-1]。
根据标黄的这句话，就可以得知，如果电压高于参考电压，ADC的输出结果仍然为全1，如果电压低于0V，ADC的输出结果为全零。 1.1.2 差分ADC差分ADC的输出范围一般为[-2 ^ (n-1) , 2^(n-1)-1]。编码一般采用补码，最高位表示符号位。
1.2 PIC16F877A单片机的ADC模式
2 实现原码
/*---------------------------------函数功能：------------------------------------- 将模拟输入变成数字输出AD的转换以及AD转换完成后产生一个AD中断 RA0为模拟电压输入，RD口为AD量化输出 编程思路：参考手册的P131 To do an A/D Conversion, follow these steps ----------------------------------------------------------------------------*/
#include<pic.h>// 调用PIC16f87XA单片机的头文件
//#include"delay.h"//调用延时子函数的头文件
__CONFIG(0xFF32);//芯片配置字，看门狗关，上电延时开，掉电检测关，低压编程关 //__CONFIG(HS&WDTDIS&LVPDIS);
/*-----------宏定义--------------*/ #define uint unsigned int #define uchar unsigned char
uint ADbuf=0; // 缓存AD转换结果
/*-----------子函数声明--------------*/
/*-----------主函数--------------*/ void main() { // The corresponding data direction register is TRISA. // Setting a TRISA bit (= 1) will make the corresponding PORTA pi an input. // Clearing a TRISA bit (= 0) will make the corresponding PORTA pin an output.
// 解释为什么需要TRISA0=1？ After the A/D module has been configured as desired, // the selected channel must be acquired before the conversion is started. // The analog input channels must have their corresponding TRIS bits selected as inputs. TRISA0=1; // RA0口为输入口，电压输入口 TRISE0=0; // AD中断对应的LED灯的数据方向为输出 // 用来显示AD转换结果（10bit，对应10个LED） TRISC7=0; TRISC6=0; TRISD=0x00;
// 1 = Port pin is > VIH，即高电平 ; 0 = Port pin is < VIL，即低电平 RA0=0; // 要不要这行语句没有影响，因为该端口是输入端口 RE0=0; // LED灯的初值为灭 // AD转换结果（10bit）对应的led灯初值为灭 RC7=0; RC6=0; RD=0x00;
while(1) // 死循环，单片机初始化后，就一直运行这个死循环 { /****************AD初始化****************/ // The ADCON1 register, configures the functions of the port pins. //ADCON1=0x0e; //RA0为AD输入口. ADFM=1,转换后数据右移 //下面几条语句等价于上面一条语句 ADFM=1; // AD Result Format Select bit. 0 = Left justified. 1 = Right justified ADCS2=0; // AD Conversion Clock Select bit. // ADCS1=0; ADCS0=1;(ADCON0配置这两位) FOSC/8 PCFG3=1;PCFG2=1;PCFG1=1;PCFG0=0; //AD Port Configuration Control bits. 1110 D D D D D D D A
//ADIE=0; //禁止AD中断 //AD中断使能 ADIE=1; ADIF=0; // Clear ADIF bit PEIE=1; // 允许外设中断 GIE=1; // 总中断允许
/******************启动一次AD转换*******************/ // The ADCON0 register, controls the operation of the A/D module. //ADCON0=0x01;//选择AN0通道准备AD转换，启动AD模块 //下面几条语句等价于上面一条语句 ADCS1=0;ADCS0=0; // AD Conversion Clock Select bits FOSC/8 CHS2=0;CHS1=0;CHS0=0; // Analog Channel Select bits。 000 = Channel 0 (AN0) GO_DONE=0; // AD Conversion Status bit。为什么叫用GO_DONE看一下pic.h头文件，该文件在HT-PIC\include目录下 ADON=1; //模数转换器使能位。 1 = A/D converter module is powered up
asm("NOP"); //延时，让模拟电压稳定 asm("NOP"); asm("NOP"); asm("NOP"); asm("NOP");
// When ADON = 1时，GO_DONE=1: AD conversion in progress set this bit（GO_DONE=1）, starts the AD conversion. // it is automatically cleared by hardware when the AD conversion is complete GO_DONE=1; //开始进行AD转换 GO/DONE: A/D Conversion Status bit while(GO_DONE) continue;//等待AD转换结束，AD转换完成后，GO_DONE自动由1变成0
// The conversion of an analog input signal results in a corresponding 10-bit digital number. // The ADRESH（高8位）:ADRESL（低8位） registers contain the 10-bit result of the AD conversion. // When the AD conversion is complete, the result is loaded into this AD Result register pair, // the GO/DONE bit is cleared and the A/D interrupt flag bit ADIF is set ADbuf=ADRESH*256+ADRESL;//转换结果一共有10bit。由于2^10为1024，所以这是一个4位数 0-1023 //ADbuf=ADRESL;
// 将一个4位数用10位的LED灯显示出来 RC7 RC6 RD7...RD0 RC7= ADbuf/512; RC6=(ADbuf-RC7*512)/256; RD7=(ADbuf-RC7*512-RC6*256)/128; RD6=(ADbuf-RC7*512-RC6*256-RD7*128)/64; RD5=(ADbuf-RC7*512-RC6*256-RD7*128-RD6*64)/32; RD4=(ADbuf-RC7*512-RC6*256-RD7*128-RD6*64-RD5*32)/16; RD3=(ADbuf-RC7*512-RC6*256-RD7*128-RD6*64-RD5*32-RD4*16)/8; RD2=(ADbuf-RC7*512-RC6*256-RD7*128-RD6*64-RD5*32-RD4*16-RD3*8)/4; RD1=(ADbuf-RC7*512-RC6*256-RD7*128-RD6*64-RD5*32-RD4*16-RD3*8-RD2*4)/2; RD0= ADbuf%2; } }
/*************中断服务程序***************/ void interrupt ISR(void)//PIC单片机的所有中断都是这样一个入口 { // When the AD conversion is complete, the A/D interrupt flag bit ADIF is set. if(ADIF==1) // 需要进一步判断是否为外部中断的溢出中断标志位 { // The interrupt flag bit(s) must be cleared in software before // re-enabling interrupts to avoid recursive interrupts //溢出中断标志位清零 如果ADIF出现上升沿，则产生中断，所以中断发生之后要清零。 ADIF=0;
// 执行中断处理程序，执行中断产生时想要执行的功能 RE0=1; // 外部中断发生时，LED灯亮
} }
3 protues仿真结果特别要注意ADFM位的选择，左对齐还是右对齐。这会影响ADbuf=ADRESH*256+ADRESL;这条语句对不对。
4 一般的ADC的首位都是符号位，为什么PIC单片机没有符号位，如何解释？以下结论仅适用于单端ADC。
如上图所示，这是在PIC16F1513的数据手册找到的模拟信号到数字信号的转化图。根据芯片手册可知，该芯片的ADC转换结果一共有10bit。 从这幅图可以看出，最大值为3FFh（0011_1111_1111），最小值为00h。也就是说，如果有符号位，那么符号位肯定在这10bit内。现在看VREF-（负参考电压）这里，它的转换结果为00h。它最小可以接地，即0V，如下图所示。结论：如果电压小于0V，那么相当于会当成0V来被量化，AD量化结果还是为00h。
下面这几幅图是PIC16F877a的AD转换仿真图，这款芯片的转化结果也是10bit，所设置的VREF+（正参考电压）为VDD（+5v），负参考电压为地（0V）。
论：PIC单片机的ADC转换机理应该是这样的，小于负参考电压的模拟输入电压的量化结果为全0，大于正参考电压的模拟输入电压的量化结果为全1。
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