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1、计算机组成原理 学习使用-AD转换器及整数运算,章亦葵 天津大学软件学院,Analog-to-digital converter（AD转换器） (ADC, A/D, or A to D),Resolution: Q =Vref/2M 1LSB=Q Popular ADC type: successive-approximation ADC ( 逐次逼近模拟数字转换器 ) Conversion range(unipolar单极型ADC): 0Vref 8bit ADC, Vref=5V, Q8= Vref/256= 0.01953125 (V)= 19.53125mV 10bit ADC, Vr
2、ef=5V, Q10= Vref/1024= 0.0048828125 (V)= 4.8828125mV 12bit ADC, Vref=5V, Q12= Vref/4096= 0.001220703125 (V)= 1.220703125mV,M-bit digital,Analog converter to Digital,Vin = 3.14V，Vref=5V，M=10 DM = Vin/Q=Vin/(Vref/2M)=Vin*2M/Vref=3.14*1024/5=643dec,Galileo Arduino ADC,12bit ADC， 0-5V conversion range D
3、efault is set to 10bit ADC Change to 12bit ADC by res=12: void analogReadResolution(int res) Get Convertered data： uint32_t analogRead(uint32_t ulPin) 6 multiplexed ADCs,探测温度-使用NTC热敏电阻（thermistor）,NTC电阻特性 RTH T温度下的基准电阻 R0 T0温度下的基准电阻 BK:B常数 T0K:标准温度(25= 298.15 K) TK:热敏电阻温度,实验使用的热敏电阻B常数=3435K，R0=10,00
4、0,测温原理,使用电阻分压电路，将电阻随温度变化的特性转变为电压随温度变化特性,Vth=Vcc*Rth/(R1+Rth),Vth,Vcc,ADC转换结果与温度特性曲线,实验电路参数 热敏电阻Rth的B常数=3435K，R0=10,000; R1=4,700,数值计算：exp运算太复杂需要简化,分段近似线性化：此处只对1060进行近似 使用整数的插值运算得到温度的结果,Interpolation(插值),把公式变成C代码,=0+ (AxA0) 10 10,short int convert_adc2temperature( short int ax, short int a0,short int
5、 a1, short int temp0,short int temp1) short int tempx; tempx = temp0+(ax-a0)*(temp1-temp0)/(a1-a0); return tempx; ,实物连接图和电路原理图,扩展思考,如何在使用整数运算的前提下，提高计算精度？ 如何进行多段近似线性化，使得温度计算结果更接近实际温度（或理论计算温度）？ 如何检查插值计算结果与理论值的误差？ 如何实现整数除法的4舍5入 代码是否存在问题？ 其他,测温误差分析,AD输入电路的内阻影响了测量的数值,Galileo的ADC等效电路,Vad=VCC*(Rth*(R2+R3)/(Rth+(R2+R3)/(R1+(Rth*(R2+R3)/(Rth+(R2+R3) *R3/(R2+R3),ADC内阻,analogWriteResolution不能使用,应该使用analogReadResolution(res)，此功能是设定ADC的转换输出精度。 analogWriteResolution未公开，用于PWM输出时analogWrite,
