基于單片機(jī)的雙積分A／D轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

積分電路的輸出信號(hào)作為比較器的輸入信號(hào)與比較電壓進(jìn)行比較，當(dāng)比較器輸出翻轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，CPU計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，從而獲得零點(diǎn)參考電壓的計(jì)數(shù)值，對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算后，完成A／D轉(zhuǎn)換。

2)轉(zhuǎn)換過(guò)程
為了給積分電路提供積分零點(diǎn)，在系統(tǒng)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(duì)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(dāng)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(duì)其放電為后續(xù)的A／D轉(zhuǎn)換提供精確的零起始點(diǎn)。即對(duì)U0進(jìn)行定值積分，由由此可見(jiàn)放電時(shí)間根據(jù)U0、U1、R、C具體值而定。

(2)積分階段：對(duì)模擬輸入電壓Uin進(jìn)行固定時(shí)間積分，積分時(shí)長(zhǎng)T1，由A／D的精度決定，精度越高積分時(shí)間越長(zhǎng)，此階段積分器的輸出電壓
(3)比較階段：對(duì)模擬輸入電壓進(jìn)行定時(shí)積分后，再對(duì)零電平進(jìn)行反向積分直到比較器的輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)，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(shù)，即對(duì)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(zhuǎn)換波形如圖4所示。