摘要 完成A/D转化一般需求运用A/D转化芯片，而单片机内置的A/D模块只能接纳单极模仿信号。文中介绍了一种使Freescale单片机A/D转化模块可以接纳双极型模仿信号的电路规划，文中电路选用对称规划，扩展了A/D转化的量程，进步了A/D转化的分辨率。
关键词 Freescale;A/D转化;双极模仿信号
一般A/D转化都需运用A/D转化芯片来完成，MC9S12XS128MAL是飞思卡尔公司HCS12系列16位单片机中的一种，它有8 kB的RAM、128 kB的片内闪存(Flash EEPROM)、2 kB的电可擦写可编程只读存储器(EEPROM)及多种功用的接口，MC9S12XS128内置的A/D模块是16通道、12位精度、多路输入复用、逐次迫临型的模数转化器，故可省去运用A/D转化芯片而规划的硬件电路，可下降本钱，进步了体系的稳定性及可靠性。但单片机的模仿输入端只能承受单极正向模仿信号，不能直接进行双极模仿信号的模数转化，为此有必要把双极模仿信号转化成单极正向模仿信号。在一般的规划中，常常要把形如-ui-+ui的双极型模仿信号经过电位平移电路转化成0～5 V单极信号，而这种平移电路会使得A/D转化的精度下降一倍，并且稳定性也下降。而文中选用对称电路规划，使得单片机可接纳的A/D信号由0～5 V扩展到-5～+5 V，A/D转化的量程扩展了1倍，稳定性也大幅进步。
1 电路规划
1.1 规划原理
当输入的信号经扩展电路扩展后，若信号为正，则二极管1截止，信号无损失地从AD0口输入，一起正的信号经反相器反相后变成负的信号，二极管2导通，所以AD1口接纳到的信号为二极管2的正导游通压降的负值，只需这个负值电压的起伏小于A/D口输入的答应值，则由此口收集的A/D值就为0，因此在这种情况下的A/D值便是AD0口的值;
反之，当输入的信号为负值时，二极管1导通，AD0口接纳的数据为0，而经反相器反相后的信号为正，二极管2截止，AD1口接纳数据。
若AD=AD0-AD1，当信号为正时，AD=AD0-0，为正;当信号为负时，AD=0-AD1，为负。此刻，AD可接纳的数据由本来的0～5 V扩展为-5～+5 V。
1.2 二极管的挑选
若从线性度考虑，应该挑选正向压降高的二极管，例如1 N4007。但1N4007的正向压降约为0.7 V，当二极管导通时，对应的A/D口所接纳到的信号为-0.7 V，这会焚毁单片机，所以从安全性考虑应该挑选压降较低的二极管进行试验。PMEG2010的压降约为0.1 V，1N60的压降约为0.2～0.3 V，均能保护好单片机不被烧坏。在安全性的前提下，别离丈量数据剖析二极管的线性度。
2 试验与定论
2.1 PMEG2010
文中以某种信号为输入信号，丈量输出信号和输入信号是否成线性联系。
表1是二极管为PMEG2010是测得的数据，将数据拟合后可得到二极管为PMEG2010时所得曲线，如图2所示。
由图2所示，在零点邻近输入与输出之间呈显着的非线性联系。原因是PMEG2010的反相漏电流过大，且漏电流巨细与输入信号的巨细之间也呈非线性联系，所以测得的数据与输入值之间呈非线性。
2.2 1N60
当把PMEG2010换成1N60后，再次测得一组数据，并剖析其线性相关性。
将上述所测得数据拟合后得到图3所示。
图3是拟合后的曲线，由图可看出输入值和输出值之间呈较好的线性联系，拟合曲线的方程为y=0.049 421 335 942 257 8+2.261 803 178 235 24×x，相联系数为R=0.999 72，可满意一般的丈量需求。
3 结束语
经过试验数据验证以及参阅相关材料文献，可得出以下定论：(1)本电路规划能有效地处理单片机接纳单极信号和双极信号的联系，使得单片机可接纳并处理双极信号。(2)经过对称电路的规划，使得A/D可接纳的信号由本来的0～5 V变为-5～+5 V，有效地扩展了A/D的量程。(3)当二极管选用得适宜，可以确保数据的线性联系。(4)规划运用单片机内置的A/D模块，节省了A/D芯片的运用，使得规划本钱下降。
