单片机采样数字量模拟量信号

‘壹’ 单片机是如何把数字信号还原为模拟信号的

DA转换，数模转换就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量.
主要类型有：电压输出型、电流输出型、乘算型。
它将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制的输出，然后用数字滤波器作平均化而得到一般的电压输出(又称位流方式)，用于音频等场合。

在网络可以找到DA和AD的相关资料。

‘贰’ 单片机如何实现多路模拟量的数据采集、显示

普通单片机实现多路模拟量的数据采集、显示需要：

外部连接一个多通道输入的ADC芯片，单片机按照一定的周期驱动模拟开关切换到不同的模拟通道，设计模数转换控制器的控制程序，可以进行定时模拟信号采集和显示。

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单片机基本结构及作用：

1、运算器

运算器由运算部件——算术逻辑单元（Arithmetic & Logical Unit，简称ALU）、累加器和寄存器等几部分组成。ALU的作用是把传来的数据进行算术或逻辑运算，输入来源为两个8位数据，分别来自累加器和数据寄存器。

ALU能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作，最后将结果存入累加器。

运算器有两个功能：

执行各种算术运算。

执行各种逻辑运算，并进行逻辑测试，如零值测试或两个值的比较。

运算器所执行全部操作都是由控制器发出的控制信号来指挥的，并且，一个算术操作产生一个运算结果，一个逻辑操作产生一个判决。

2、控制器

控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成，是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个微机系统的操作。其主要功能有：

从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置。

对指令进行译码和测试，并产生相应的操作控制信号，以便于执行规定的动作。

指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。

微处理器内通过内部总线把ALU、计数器、寄存器和控制部分互联，并通过外部总线与外部的存储器、输入输出接口电路联接。外部总线又称为系统总线，分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。通过输入输出接口电路，实现与各种外围设备连接。

3、主要寄存器

累加器A

累加器A是微处理器中使用最频繁的寄存器。在算术和逻辑运算时它有双功能：运算前，用于保存一个操作数；运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。

数据寄存器DR

数据寄存器通过数据总线向存储器和输入/输出设备送（写）或取（读）数据的暂存单元。它可以保存一条正在译码的指令，也可以保存正在送往存储器中存储的一个数据字节等等。

指令寄存器IR和指令译码器ID

指令包括操作码和操作数。

指令寄存器是用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存中取到数据寄存器中，然后再传送到指令寄存器。

当系统执行给定的指令时，必须对操作码进行译码，以确定所要求的操作，指令译码器就是负责这项工作的。其中，指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。

程序计数器PC

PC用于确定下一条指令的地址，以保证程序能够连续地执行下去，因此通常又被称为指令地址计数器。在程序开始执行前必须将程序的第一条指令的内存单元地址（即程序的首地址）送入PC，使它总是指向下一条要执行指令的地址。

地址寄存器AR

地址寄存器用于保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。由于内存与CPU之间存在着速度上的差异，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存读/写操作完成为止。

显然，当CPU向存储器存数据、CPU从内存取数据和CPU从内存读出指令时，都要用到地址寄存器和数据寄存器。同样，如果把外围设备的地址作为内存地址单元来看的话，那么当CPU和外围设备交换信息时，也需要用到地址寄存器和数据寄存器。

‘叁’ 单片机做A/D数据采集时,采集的数据和模拟量之间存在何种关系

单片机做A/D数据采集时,采集的数据和模拟量之间的关系根据AD位数而定，比如8位AD，那么最大值位255，最小值为0，如果最高电压是5V，最低位0V，那么5V对应255,0V对应0，
其余值对应关系为：AD值/51;

‘肆’ 单片机如何采集4-20mA电流信号，是不是要转换成0-5V的电压信号，怎么转换

先串联一个电阻，电阻一段接地，另一端接4-20ma电流信号，然后在4-20ma电流信号端引出一条线，这时候，在引出的线上，已经把电流信号转化为电压信号，如果电阻是220欧姆，电压信号的范围是0.8-4.4V。

如果考虑到驱动问题，在后面加一个电压跟随器就行。可以用带AD的单片机采集，选用STC12C5A60S2即可，带AD转换和D/A转换功能。

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AD转换技术指标：

1、分辨率(Resolution) 指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2^n的比值。分辨率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。

2、转换速率(Conversion Rate)是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次比较型AD是微秒级属中速AD，全并行/串并行型AD可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念，是指两次转换的间隔。

为了保证转换的正确完成，采样速率 (Sample Rate)必须小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位是ksps和Msps，表 示每秒采样千/百万次（kilo / Million Samples per Second）。

3、量化误差(Quantizing Error) 由于AD的有限分辨率而引起的误差，即有限分辨率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辨率AD（理想AD）的转移特 性曲线（直线）之间的最大偏差。通常是1个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、1/2LSB。

4、偏移误差(Offset Error) 输入信号为零时输出信号不为零的值，可外接电位器调至最小。

5、满刻度误差(Full Scale Error) 满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。

6、线性度(Linearity) 实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移，不包括以上三种误差。

‘伍’ 单片机能测什么模拟量

单片机能测模拟量方法：
单片机模拟量输入是电压，因为电流不好测量。单片机的模拟量输入是很常见的参数，比如传感器的信号都是电压量，例如速度传感器是将速度转换为电压，温度传感器是将温度转换为电压，湿度传感器是将温度转换为电压，还有很多其它的都是这样的。

‘陆’ 单片机采集数据是dac还是adc

单片机采集数据，如果是采集模拟信号，并转换成数字信号进行处理，这就是ADC，或叫A/D转换，即模/数转换。
DAC是数字量转换成模拟量，用于控制外部电路的控制信号。也叫数模转换，D/A转换。

‘柒’ 单片机如何采集模拟信号

传感器啊···模拟量变成数字量都是通过传感器，温度传感器，位移传感器，等等。获得的模拟信号通过信号处理，变成离散信号，就可以用单片机处理了。信号处理是个比较重要的过程，理论上的都是数学。

‘捌’ 简要单片机中什么是模拟量、数字量

比如，我们家里用的指针式挂钟，我们看完之后还进行判断（就是根据指针的角度或指针所指的数字）以后才能说出它的时间，这就是模拟量。但是数字显示的钟就没有这种过程我们直接读数就可以了。这就是说，数字钟已经把模拟量转换成了数字量。再举一个例子来讲，我们听的收音机信号是模拟量，但是，卫星电视的信号是数字量。

‘玖’ 简要单片机中什么是模拟量、数字量

比较形象的解释是：
数字量就是我们手动按的按钮来控制什么东西，这种方式传入给单片机的就是数字量。
碰到长度测量啊、温度测量啊、压力测量啊好多不能用人手直接控制，以其它方式来采取数值的方式，我们把这样方式就叫模拟量。