📄 ——模拟比较器的应用（一）.htm
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<TD align=middle height=31><FONT size=4><B>模拟比较器的应用（一）
</B></FONT></TD></TR>
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<TD align=middle height=15>文章作者：周航慈 涂水林<BR>文章类型：设计应用
文章加入时间：2003年4月30日4:36</TD></TR>
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<TD align=right><FONT color=#cc0000>文章出处：单片机与嵌入式系统应用</FONT> </TD></TR>
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<P class=MsoNormal><SPAN
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<B>摘要：</B></SPAN>介绍模拟比较器在超限监测、直流信号的A/D转换、交换信号的A/D转换和传感器参量信号的A/D转换中的使用方法，并结合内含模拟比较器的P87LPC76X系列单片机介绍相应的硬件电路设计方法和软件设计思想。</P>
<P class=MsoNormal><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'">
<B>关键词：</B></SPAN>模拟比较器 A/D转换 超限监测</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">模拟比较器通常用来监测模拟信号的变化情况。如果超过某个限度，就输出一个对应的逻辑信号；如果需要对模拟信号进行更精细的分辨，必须采用A/D转换芯片或者内含A/D部件
单片机来进行A/D转换。当对模拟信号的A/D转换精度要求不是很高（如精度要求在1%左右），每秒采样次数不超过20次时，利用内含模拟比较器的单片机来完成A/D转换将明显降低系统的硬件成本，这在很多家电产品中是非常有意义的。本文采用内含模拟比较器的P87LPC76X系列单片机作为讨论对象，在介绍模拟比较器的一般用法后，重点介绍利用模拟比较器完成A/D转换的实现方法和注意事项。</P>
<P style="TEXT-INDENT: 0px"><B>一、模拟比较器用于超限监测</B></P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">1.两路相关模拟信号的监测</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">将两路动态变化的模拟信号分别输入模拟比较器的正向输入端和反向输入端，从输出端就可以监测到它们之间的相互关系。有时可能需要在输入信号和单片机的模拟输入端之间加入分压电路，以满足单片机输入端的安全需要和两路信号之间关系判断的需要。这一类问题的设计比较简单，示例如下。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">已知条件：信号A在10～20V之间变化，信号B在6～15V之间变化。正常情况下，信号B的幅度小于信号A幅度的80%。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">设计要求：当信号B达到或超过信号A的80%时，输出低电平（使一个LED发光），并在信号B达到信号A的80%瞬间触发一个中断子程序，以便在中断子程序中作相关处理。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">设计过程：硬件电路如图1所示。由于两路信号均超过了5V，不允许直接加到单片机的输入端。为此，信号A通过分压电路输入到比较器的正向输入端CIN1A（P0.4），信号B通过分压电路输入到比较器的反向输入CMPREF（P0.5）。设两路信号的瞬时值分别为uA和uB，分压系数分别为kA和kB，加到单片机输入端的信号电压最好不要超过4V，则：</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">将两路信号的最大值代入上式，可以求出两路分压系数取值限度：</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">根据中断触发条件，有：uB=0.8uA,信号B达到信号A的80%；uBkB=uAkA，这时加到模拟比较器输入端的信号幅度相同，引起比较器输出端反转。由此得到：0.8uAkB=uAkA，即kB=1.25kA。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">信号A由电阻R1和R2分压，则分压系数kA=R2/(R1+R2)。取R1=5.1k<FONT
face=Arial>Ω,R2=1kΩ</FONT>，得到分压系数kA=1/(5.1+1)=0.164，小于0.200，符合安全要求。</P>
<P
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