《汽车计算机基础》 课件 12- 利用ADC设计简易数字电压表

汽车计算机基础

本书结合汽车技术电动化、智能化、网联化、共享化的“四化”发展和汽车类专业特点，按照“由简到难、循序渐进”的原则，共设置了“绪论”“汽车程序设计基础篇”“汽车嵌入式技术基础篇”“车载网络技术基础篇”4部分内容。通过本书的学习，可以从整体上加深理解汽车电子控制系统的组成和工作原理，对汽车电子控制技术和智能网联汽车技术学习奠定良好的汽车计算机基础。

本书特色：任务驱动，理实一体，学以致用。内容组织由简到难、循序渐进，灵活采用对比法、类比法、启发法、实验法等多种教学方法，有效降低教学难度和学习难度。

本书可作为高职院校汽车类专业的汽车计算机基础教材，也可供从事相关技术的工程人员参考。第7单元：闪灯的设计与实现第8单元：开关状态指示灯的设计与实现第9单元：利用定时中断实现频闪灯第10单元：利用PWM实现小灯亮度控制第11单元：利用UART实现上位机和下位机的通信第12单元：利用ADC设计简易数字电压表汽车嵌入式技术基础篇

第12单元利用ADC设计简易数字电压表

在汽车测控系统中，往往需要通过模/数转换器（AnalogtoDigitalConverter，ADC）将模拟输入量转换为数字量，以供MCU接收和处理。单元学习任务和目标：（1）理解ADC的通用知识，包括ADC的相关概念和最简单的A/D转换采样电路。（2）熟悉MCU的ADC主要特性和引脚，掌握ADC底层驱动构件头文件的使用方法。（3）掌握简易数字电压表的硬件电路组成和工作原理，以及ADC应用层程序设计的方法。【单元导读】任务12.1理解ADC的通用知识1、转换精度2、转换速度：完成一次A/D转换所要花费的时间。

设ADC的二进制位数为n，则其分辨率为1/2n。例如，某一ADC是12位，若模拟输入信号的量程为5V，则该ADC可以检测到的模拟量变化最小值（理论上的转换精度）为

5V/212

≈

1.22mV。任务12.1理解ADC的通用知识5、软件滤波

为了使采样的数据更准确，必须对采样的数据进行筛选，去掉误差较大的数据（毛刺）。可通过中值滤波或均值滤波实现。4、ADC参考电压

A/D转换需要一个参考电压VREF。在一般要求下，ADC参考电压使用芯片的供电电源电压。在更为精确的要求下，ADC参考电压使用单独电源。3、单端输入与差分输入

单端输入：只有一个输入引脚，使用公共地GND作为参考电平。输入电路简单，但A/D转换值易因受到干扰而变化。

差分输入：两个输入引脚（VIN+、VIN-），ADC的采样值是两个输入引脚的电平差值，从而降低了干扰。光敏电阻或热敏电阻

例如：采样电路1、KEA128的ADC模块

KEA128芯片具有一个ADC模块（ADC0），支持8位、10位、12位三种精度。具有16个外部模拟输入（单端输入）和

5个内部模拟输入，模拟通道引脚见表12-1。任务12.2掌握ADC底层驱动构件的使用方法任务12.2掌握ADC底层驱动构件的使用方法

ADC底层驱动构件由adc.h头文件和adc.c源文件组成，若要使用ADC底层驱动构件，只需将这两个文件添加到所建工程的04_Driver（MCU底层驱动构件）文件夹中即可实现对ADC的操作。

其中，adc.h头文件主要包括相关头文件的包含、对外接口函数的声明；而adc.c源文件是对外接口函数的具体实现，初学者可不必深究。

用户只要熟悉adc.h头文件的内容，即可使用ADC底层驱动构件进行编程。见工程文件：..EmbededSource\03-Software\KEA128\KEA128.uvprojx2、KEA128的ADC底层驱动构件及使用方法任务12.3简易数字电压表的设计12.3.1

简易数字电压表的硬件电路组成和工作原理

MCU通过ADC对A端的模拟电压进行A/D转换，根据A/D转换结果可计算出A端对应的电压值：ADCresult

：A/D转换结果对应的十进制数n：ADC的位数VCC的具体电压值可用万用表测量出来电位器10kΩ任务12.3简易数字电压表的设计

在嵌入式软件最小系统框架下，设计07_Source（应用层软件构件）的文件，以实现：通过UART使用printf函数向PC串口调试窗口输出A/D转换结果和对应的电压值。1）工程总头文件includes.h：

包含04、05、06文件夹中的头文件在工程文件中分析代码并编程：..EmbeddedSource\03-Software\KEA128\KEA128.uvprojx

系统测试时，将电位器A端引脚与ADC通道引脚（如AD13通道对应的PTF5引脚）相连，转动电位器的转柄，观察PC串口调试窗口输出的A/D转换结果变化情况。

通过printf函数向PC串口调试窗口依次输出A/D转换结果及对应的电压值（其中ADC参考电压的实际值可通过万用表测量出来）。

【同步练习12】12.3.2

简易数字电压表的应用层程序设计2）主程序源文件main.c：

定义局部变量（存放A/D转换结果和对应的电压值）；