模數轉換器

多數微控制器都內置1個（或2、3個）ADC。ADC可能的位數是8位或10位，采樣速率基于微控制器的基本時鐘頻率因數。其他情況下就需要用到外部ADC，比如你要將微控制器連接到計算機或沒有內置ADC的微處理器。外部ADC器件比內置ADC的精度更高，采樣速率也高得多。

ADC器件與其他類型的IC使用相同的封裝。有些類型使用串行接口（I2C或SPI）而非并行總線，這樣就是以轉換速率為代價而減少了器件的引腳個數。通孔封裝和表面組裝封裝類型都是可用的。圖13-4展示了一個廉價的四通道ADC模塊，它使用的是ADS1115型號的16位轉換器。該模塊可以用在任何支持I2C的微控制器或邏輯電路上，每秒可產生860個樣本。類似的12位轉換器模塊要稍微便宜一些。

圖 13-4　四通道16位ADC模塊（Adafruit公司生產）

另一種成本較低的ADC型號是MCP3008，它是一種8通道10位轉換器，使用SPI接口和16引腳DIP封裝。事實上，很多質量好的ADC集成電路芯片對控制方式和數據接口的要求都很少。它們很容易安裝到電路中，也很容易使用。表13-1列出了一些使用SPI或I2C接口的可用型號。

表13-1　一些使用SPI或I2C接口的低成本ADC集成電路舉例

在使用ADC時，無論它是微控制器的內置功能還是單獨的部件，都要記住以下要點。

·      輸入電壓是否會超過ADC的輸入電壓范圍？某些情況下，這可能會損壞部件，所以你需要某些類型的分壓器或限幅電路來減小輸入電平。

·      ADC的采樣率滿足你的應用要求嗎？你需要它測量的最高頻率是多少？或者換句話說，輸入發生有效變化所需的最短時間是多少？如果輸入在幾秒鐘后才發生顯著變化（可能為1/10 V），那你應該用不到采樣速率高的ADC。

·      仔細閱讀并遵循IC制造商關于PCB布局和電源解耦的建議規范。在使用高速ADC器件工作時，這一點尤其重要，因為這些器件對噪音和電壓干擾可能非常敏感。