单片机模拟信号采集单片机如何通过ADC模块采集模拟信号|技术文档|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

单片机如何通过ADC模块采集模拟信号

单片机的ADC接口属于模数转换接口，将外部的模拟量信号转化为数字信号，单片机属于数字器件，需将模拟信号转化为数字信号才能够为单片机处理。目前市场的很多单片机都自带ADC转换接口，若无ADC转换接口，可以使用ADC数模转换芯片外扩。

ADC模块是将模拟信号转化位数字信号，数字信号用0和1表示，ADC模块有参考电压，假设给的参考电压是5V，ADC是12位的（几位表示用二进制几位数存储模拟量转化后的数字量，12位的ADC则可储存数字量范围为：（二进制）000000000000~111111111111，转换为十进制数字范围为0~2^12即0~4095。

也就是说把参考电压分为2^12份即4096份，最小分辨率为VREF/4096。

也就是说二进制的000000000000代表输入模拟量0V，而111111111111代表最大值VREF。

下面以上图C8051单片机为例子，如原理图所示，该单片机工作电源为3.3V，参考电压为2.048V，所以模拟量的输入范围为0~2.048V。若所需采集的电压范围大于参考电压值时，可以使用电阻分压进行降压或者使用运放进行缩小等。

该单片机ADC为12位的。也就是说输入电压为0时，单片机转换后的数字量结果为000000000000（二进制），当输入电压为2.048V时，单片机转换后的数字量结果为111111111111（二进制），十进制为4095。

也就是说，输入电压的值V=2.048×ADC采集到的数字量÷4095。

比如我们要采集一个0~10V范围的模拟量电压进行显示，那么，可以先将0~10V的电压缩小5倍，可以使用电阻分压，也可以采用运放缩小等方式，然后接入单片机的ADC采样口，可以接入上图的P2.2口。

最后换算公式为：V = result * 2.048/ 4095 * 5;其中 result为单片机采集到的数字量。

单片机音频信号采集电路

音频话筒有两种：

一、动圈式话筒，他是利用电池感应现象制成的，当声波使膜片振动时连在膜片的线圈随着以前振动，音圈在磁场里振动产生感应电流，感应电流的大小和方向都是变化的，变化的振幅和频率由声波决定。如图所示

动圈式话筒

二、驻极体话筒，话筒由单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干个小孔的金属电极构成。驻极体面与背电极相对中间有一个极极小的空气间隙两电极构成平板电容。如图所示

驻极体话筒

所以如果所用的话筒型号不一样电路也会不一样。也就是动圈式要并联一个电阻使线圈有电流回路，驻极体要有电源也就是要串联一个分压电阻。

原理图分析：如图所示

单片机音频信号采集电路

运用常见的运放LM358，两路运放都有2.5V的偏置电压，利用电容隔直流通交流。然后两路反向放大电路进行信号放大最后信号方向不变，然后用电位器进行型号调节，防止信号过大信号饱和，但然如果信号振幅落差比较大，又要自动调节增益，那就得用到模拟开光进行档位原则，这里就不做介绍了。还有电路上有滤出高频信号的电容。接到单片机电源是3.3V

所以也可以接ESD防止单片机引脚击穿。如图所示。