A/D转换讲解

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A/D转换是将模拟信号转换为数字信号的过程，依赖于模数转换器（ADC）实现。此过程与数字量到模拟量的转换（D/A）方向相反。模拟信号是可以在一定范围内连续变化的量，如温度计的温度读数，从0度到100度之间可以取任意值。ADC将连续信号以离散数字表示，实现对模拟信号的数字化处理。

模拟量可以是电压、电流、压力、温度、湿度、位移或声音等，但在A/D转换前，需要通过各种传感器将物理量转换为电压信号。A/D转换后的数字信号位数表示转换精度，常见的有8位、10位、12位、14位和16位。例如，分辨率为8位时，能够表示的大数字是255，若输入电压为12V，分辨率位12 / 255 = 0.047V，即模拟量的输入必须以0.047V为单位变化，数字量才会有相应的改变。分辨率越高，对输入量微小变化的反应越灵敏。

A/D转换器的主要技术指标包括分辨率、量程、转换时间和转换率。分辨率描述了转换过程对模拟信号变化的敏感度，量程是所转换的电压范围，转换时间是完成一次转换所需的时间，转换率则是转换时间的倒数。选择转换器时需考虑应用需求和成本，同时考虑数据传输过程中的转换器结构特点。

例如，假设有一把塑料尺子，量程为10厘米，有100个刻度，那么分辨率为1毫米。通过观察开发板上的电位器（编号为VR1），可以检测XadcAIN3引脚电压的变化，将其转换成数字信号。

开发板上使用的是Exynos 4412 SCP，具有2个ADC设备块，分别是ADC和MTCADC_ISP。其中ADC设备块支持10位或12位的CMOS再循环式模拟数字转换器，输入为4通道，并将模拟信号转换为10位或12位二进制数。转换速率为5MHz时，大采样率可达1MSPS（百万样本/秒）。ADC具有样本保持功能，同时也支持降功耗模式。

ADC接口包括10位/12位输出位选择、微分误差和积分误差、大转换速率、低功耗、电压输入范围、样本保持功能和通用转换模式。通过设置SFR（特殊功能寄存器）中的ADC_CFG[16]，可以选择一个ADC块设备。

A/D转换时间计算公式为完成一次转换需要5个时钟周期。当PLCK时钟频率为66MHz，分频值为65时，选择12位分辨率。转换模式下，设置预分配器、精度、通道选择，并使能A/D转换开始和读取功能。

具体步骤包括设置预分配位、精度选择、通道选择、使能A/D转换开始和读取功能。在代码中，初始化ADC配置参数，包括设置预分配器、精度为12位、选择通道3、设置正常模式和读取方式，启动A/D转换并读取转换后的数值。

示例代码包括初始化ADC、读取ADC值和主循环中对ADC值的读取及显示。通过这些步骤和代码实现对模拟信号的A/D转换，并将结果以数字形式输出。