A/D 转换模块 1. A/D 转换原理 A/D 转换的过程是模拟信号经过采样、保持、量化、编码等几个过程转换成数字格式。 a) 取样和保存。 一般情况下，取样和保持过程是同时完成的。 采样保持电路原理图如图16所示，它由输入放大器A1、输出放大器A2、保持电容CH和电子开关S组成。要求AV1*AV2=1。原理是：当开关S闭合，电路处于采样阶段，电容器充电。 由于AV1 * AV2 = 1，输出等于输入； 当开关S断开时，由于A2的输入阻抗较大，开关处于理想状态，可以认为CH没有放电电路，输出电压保持不变。 图 16 采样保持电路 采样保持以均匀的时间间隔对模拟信号进行采样，并在每次采样操作后保持采样值恒定足够的时间，以确保 A/D 转换器能够准确地转换输出值。 b) 量化和编码量化方法一般包括舍入和舍入方法。 过程是首先取顶层量化单元Δ。 量化单元的值越小，量化误差的绝对值越小。 具体过程就不在这里了。 做了介绍。 用二进制代码表示量化结果称为编码。 2、A/D转换器的技术指标 a) 分辨率 分辨率描述了A/D转换器解析输入信号的能力。 理论上，n位A/D转换器能够区分的输入电压的最小值就是满量程。 1/2n。 也就是说，当参考电压一定时，输出位数越多，量化单元越小，分辨率越高。

在S12 ATD模块中，如果输出设置为8位，转换器可以区分的输入信号的最小电压为19.53mV。 b) 转换时间 A/D转换器根据转换速度可分为并行比较型（转换速度快ns级）、逐次逼近型（转换速度适中us级）、双积分型（速度慢、抗干扰能力强）他们的工作原则。 不同类型的A/D转换器的转换时间是不同的。 在S12 ATD模块中，8位数字转换时间仅为6us，10位数字转换时间仅为7us。 S12内置两个10位/8位A/D模块：ATD0和ATD1，共16个模拟量输入通道，为逐次逼近型A/D转换器（此转换过程与称重原理类似）具有平衡的事物）。 1. 功能结构图 图17 A/D 模块功能结构图 图17 所示为A/D 模块的功能结构图。 该功能模块被虚线分为如图所示虚线隔离的三部分：IP总线接口、转换模式控制/寄存器列表、自定义模拟量。 IP总线接口负责模块与总线的连接，实现A/D模块和通用I/O的目的，同时也起到分频的作用； 转换模式控制寄存器列表包含控制模块的所有寄存器，并进行左右对齐运行和连续扫描。 自定义模拟量负责将模拟量转换为数字量。 包括执行简单转换所需的模拟量和数字量。 2、HCS12中A/D转换模块的特点：8/10位精度； 7 us，10位单次转换时间； 采样缓冲放大器； 可编程采样时间； 左/右对齐，有符号/无符号结果数据； 外部触发控制； 转换完成中断； 8路模拟输入复用； 模拟/数字输入引脚复用； 1到8转换序列长度； 连续转换模式； 多通道扫描模式。 ATD模块由模拟前端、模拟转换、控制部分和结果存储四部分组成。 模拟前端包括多路开关、采样缓冲器、放大器等。结果存储部分主要包括8个16位存储器和几个反映工作状态的标志位。