?? ——模擬比較器的應用（一）.htm
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<TD align=middle height=31><FONT size=4><B>模擬比較器的應用（一）
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<TD align=middle height=15>文章作者：周航慈 涂水林<BR>文章類型：設計應用
文章加入時間：2003年4月30日4:36</TD></TR>
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<TD align=right><FONT color=#cc0000>文章出處：單片機與嵌入式系統應用</FONT> </TD></TR>
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<P class=MsoNormal><SPAN
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<B>摘要：</B></SPAN>介紹模擬比較器在超限監測、直流信號的A/D轉換、交換信號的A/D轉換和傳感器參量信號的A/D轉換中的使用方法，并結合內含模擬比較器的P87LPC76X系列單片機介紹相應的硬件電路設計方法和軟件設計思想。</P>
<P class=MsoNormal><SPAN
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<B>關鍵詞：</B></SPAN>模擬比較器 A/D轉換 超限監測</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">模擬比較器通常用來監測模擬信號的變化情況。如果超過某個限度，就輸出一個對應的邏輯信號；如果需要對模擬信號進行更精細的分辨，必須采用A/D轉換芯片或者內含A/D部件
單片機來進行A/D轉換。當對模擬信號的A/D轉換精度要求不是很高（如精度要求在1%左右），每秒采樣次數不超過20次時，利用內含模擬比較器的單片機來完成A/D轉換將明顯降低系統的硬件成本，這在很多家電產品中是非常有意義的。本文采用內含模擬比較器的P87LPC76X系列單片機作為討論對象，在介紹模擬比較器的一般用法后，重點介紹利用模擬比較器完成A/D轉換的實現方法和注意事項。</P>
<P style="TEXT-INDENT: 0px"><B>一、模擬比較器用于超限監測</B></P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">1.兩路相關模擬信號的監測</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">將兩路動態變化的模擬信號分別輸入模擬比較器的正向輸入端和反向輸入端，從輸出端就可以監測到它們之間的相互關系。有時可能需要在輸入信號和單片機的模擬輸入端之間加入分壓電路，以滿足單片機輸入端的安全需要和兩路信號之間關系判斷的需要。這一類問題的設計比較簡單，示例如下。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">已知條件：信號A在10～20V之間變化，信號B在6～15V之間變化。正常情況下，信號B的幅度小于信號A幅度的80%。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">設計要求：當信號B達到或超過信號A的80%時，輸出低電平（使一個LED發光），并在信號B達到信號A的80%瞬間觸發一個中斷子程序，以便在中斷子程序中作相關處理。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">設計過程：硬件電路如圖1所示。由于兩路信號均超過了5V，不允許直接加到單片機的輸入端。為此，信號A通過分壓電路輸入到比較器的正向輸入端CIN1A（P0.4），信號B通過分壓電路輸入到比較器的反向輸入CMPREF（P0.5）。設兩路信號的瞬時值分別為uA和uB，分壓系數分別為kA和kB，加到單片機輸入端的信號電壓最好不要超過4V，則：</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">uAkA<4</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">uBkB<4<IMG height=320 hspace=1
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<P style="TEXT-INDENT: 30px">將兩路信號的最大值代入上式，可以求出兩路分壓系數取值限度：</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">kA<4V/20V=0.200</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">kB<4V/15V=0.267</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">根據中斷觸發條件，有：uB=0.8uA,信號B達到信號A的80%；uBkB=uAkA，這時加到模擬比較器輸入端的信號幅度相同，引起比較器輸出端反轉。由此得到：0.8uAkB=uAkA，即kB=1.25kA。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">信號A由電阻R1和R2分壓，則分壓系數kA=R2/(R1+R2)。取R1=5.1k<FONT
face=Arial>Ω,R2=1kΩ</FONT>，得到分壓系數kA=1/(5.1+1)=0.164，小于0.200，符合安全要求。</P>
<P
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