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9.模数转换器(ADC)
模数转换器（Analog-to-DigitalConverter,ADC）是PIC16系列单片机中的一个重要功能模块，用于将模拟信号转换为数字信号。ADC在各种传感器数据采集、信号处理和控制系统中广泛应用，能够将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以便单片机进行进一步的处理和分析。
9.1ADC的基本结构和工作原理
9.1.1ADC的基本结构
PIC16系列单片机中的ADC模块通常包含以下主要部分：
模拟输入通道：用于接收外部的模拟信号。
采样保持电路：在ADC转换过程中保持模拟信号的稳定。
量化器：将模拟信号量化为数字值。
参考电压源：提供ADC转换的基准电压。
结果寄存器：存储ADC转换后的数字结果。
9.1.2ADC的工作原理
ADC的工作原理可以分为以下几个步骤：
采样：ADC模块首先通过采样保持电路捕获模拟输入信号的瞬时值。
量化：捕获的模拟信号被量化为一个离散的数字值。量化过程通常涉及将模拟信号的电压范围划分为多个离散的电压等级。
编码：量化后的数字值被编码为一个二进制数字，存储在结果寄存器中。
PIC16系列单片机的ADC通常采用逐次逼近寄存器（SuccessiveApproximationRegister,SAR）型ADC，其特点是转换速度快，适用于实时采集应用。
9.2ADC的配置
9.2.1ADC配置寄存器
PIC16系列单片机中的ADC配置通常通过以下寄存器进行：
ADCON0：控制ADC的启动、选择参考电压源和选择模拟输入通道。
ADCON1：配置ADC的工作模式、结果格式和输入通道配置。
9.2.2ADC配置步骤
选择参考电压源：
Vref+：正参考电压，通常连接到Vdd。
Vref-：负参考电压，通常连接到Vss。
选择模拟输入通道：
通过ADCON0寄存器的CHS位选择模拟输入通道。
配置结果格式：
通过ADCON1寄存器的ADFMT位选择结果格式（左对齐或右对齐）。
配置采样时间：
采样时间通常由系统时钟和ADCON0寄存器的ADCS位决定。
启动ADC转换：
通过设置ADCON0寄存器的GO/DONE位启动ADC转换。
9.2.3示例代码
以下是一个配置ADC的示例代码，假设我们使用PIC16F877A单片机，配置ADC0通道，使用Vdd作为参考电压源，结果格式为右对齐，采样时间为Fosc/4。
#includexc.h
//配置ADC
voidconfigureADC(){
//选择Vdd作为正参考电压，Vss作为负参考电压
ADCON1=0//Vref+=Vdd,Vref-=Vss
//选择ADC0通道，右对齐，Fosc/4
ADCON0=0//CHS=0,ADFMT=0,ADCS=00,GO/DONE=0
//使能ADC模块
ADCON0bits.ADON=1;
}
//启动ADC转换并读取结果
unsignedintreadADC(){
//选择ADC0通道
ADCON0bits.CHS=0;
//启动ADC转换
ADCON0bits.GO_DONE=1;
//等待转换完成
while(ADCON0bits.GO_DONE==1);
//读取结果
return(ADRESH8)|ADRESL;
}
voidmain(){
//配置ADC
configureADC();
//主循环
while(1){
unsignedintadcValue=readADC();
//处理ADC值
//例如，可以通过串口或其他方式输出ADC值
}
}
9.2.4配置说明
ADCON1：配置参考电压源和结果格式。
ADCON1=0表示选择Vdd作为正参考电压，Vss作为负参考电压。
ADCON1bits.ADFMT=0;表示结果格式为右对齐。
ADCON1bits.VCFG0=0;和ADCON1bits.VCFG1=0;表示选择Vdd作为正参考电压，Vss作为负参考电压。
ADCON0：配置模拟输入通道、采样时间和启动ADC。
ADCON0bits.CHS=0;表示选择ADC0通道。
ADCON0bits.ADFMT=0