單片機如何通過ADC模塊采集模擬信號

單片機的ADC接口屬于模數(shù)轉換接口，將外部的模擬量信號轉化為數(shù)字信號，單片機屬于數(shù)字器件，需將模擬信號轉化為數(shù)字信號才能夠為單片機處理。目前市場的很多單片機都自帶ADC轉換接口，若無ADC轉換接口，可以使用ADC數(shù)模轉換芯片外擴。

ADC模塊是將模擬信號轉化位數(shù)字信號，數(shù)字信號用0和1表示，ADC模塊有參考電壓，假設給的參考電壓是5V，ADC是12位的(幾位表示用二進制幾位數(shù)存儲模擬量轉化后的數(shù)字量，12位的ADC則可儲存數(shù)字量范圍為：(二進制)000000000000~111111111111，轉換為十進制數(shù)字范圍為0~2^12即0~4095。

也就是說把參考電壓分為2^12份即4096份，最小分辨率為VREF/4096。

也就是說二進制的000000000000代表輸入模擬量0V，而111111111111代表最大值VREF。

下面以上圖C8051單片機為例子，如原理圖所示，該單片機工作電源為3.3V，參考電壓為2.048V，所以模擬量的輸入范圍為0~2.048V。若所需采集的電壓范圍大于參考電壓值時，可以使用電阻分壓進行降壓或者使用運放進行縮小等。

該單片機ADC為12位的。也就是說輸入電壓為0時，單片機轉換后的數(shù)字量結果為000000000000(二進制)，當輸入電壓為2.048V時，單片機轉換后的數(shù)字量結果為111111111111(二進制)，十進制為4095。

也就是說，輸入電壓的值V=2.048×ADC采集到的數(shù)字量÷4095。

比如我們要采集一個0~10V范圍的模擬量電壓進行顯示，那么，可以先將0~10V的電壓縮小5倍，可以使用電阻分壓，也可以采用運放縮小等方式，然后接入單片機的ADC采樣口，可以接入上圖的P2.2口。

最后換算公式為：V = result * 2.048/ 4095 * 5;其中 result為單片機采集到的數(shù)字量。