无运放的权电阻网络在单片机控制系统中的应用(下)

接上篇

编程思路

对于电阻类数据，常用的数表有电阻数表、AD数表。

1. 电阻数表，优点是直观，方便后期查验，与电源电压无关;缺点和AD值之间需要额外的计算，占用系统时间。

2. AD数表，优点是MCU只需做比较而无需乘除，与电源电压无关;缺点是不直观，需要保存好原始的计算表格以备查验。

这里使用第二种AD数表，我们推导一下AD值与地址设置值之间的关系：

因为并联电路和串联电路都是线性电路，电源VCC的波动会直接导致输出电压波动，所以直接把VCC和Vref连接能更好地去除电源波动对电压采集的影响，即令VCC=Vref，化简得：Ad=(2ⁿ-1)*K

之前的Excel表格已经算出了系数K，在I4写入=H4*(2^$I$2-1)，复制粘贴即可得到AD数表，再把它定义成数组即可。

主要程序

#define uint unsigned int
　　#define uchar unsigned char
　　#define parallel
　　#ifndef parallel
　　#define series
　　#endif
　　#ifdef parallel
　　//并联电路AD数表
　　const uint code ad_table[]=
　　{
　　0 ， 59 ，113 ，160 ，204 ，242 ，278 ，310 ， //0~7
　　341 ，368 ，393 ，416 ，438 ，458 ，477 ，494 ， //8~15
　　512 ，527 ，541 ，555 ，568 ，580 ，592 ，603 ， //16~23
　　614 ，624 ，633 ，642 ，651 ，659 ，667 ，674 ， //24~31
　　};
　　//并联电路AD数表为
　　uint address_cal(uint value)
　　{
　　uchar i=0;
　　uint address=0;
　　uint buff=value;
　　for(i=0;i<31;i++)
　　{
　　if((buff>=ad_table[i]) && (buff<ad_table[i+1]))
　　{
　　address=i;
　　break;
　　}
　　}

　　If(i==31)//超过上限
　　{
　　Address=31;
　　}
　　return address;
　　}
　　#endif
　　#ifdef series
　　//串联电路AD数表
　　const uint code ad_table[]=
　　{
　　1023，964 ，911 ，863 ，820 ，781 ，746 ，714 ，//0~7
　　683 ，656 ，631 ，608 ，586 ，566 ，547 ，530 ，//8~15
　　512 ，496 ，482 ，468 ，455 ，443 ，431 ，420 ，//16~23
　　410 ，400 ，390 ，381 ，373 ，364 ，357 ，349 //24~31
　　}
　　//串联电路地址计算，形参为AD采样值
　　uint address_cal(uint value)
　　{
　　uchar i=0;
　　uint address=0;
　　uint buff=value;
　　for(i=0;i<31;i++)
　　{
　　if(buff>=ad_table[i])
　　{
　　address=i;
　　break;
　　}
　　}
　　if(i==31)//低于下限
　　{
　　address=31;
　　}
　　return address;
　　}
　　#endif

系统设计

1、单次AD采样时间以及两次采样的间隔时间都尽量长些，能减少数据抖动。每次采样都要读多次然后求平均。

2、PCB布线时，将该电路的电源其它电源分开走线，只和数字电源单点连接，且连接点尽可能靠近MCU。

3、如果发生部分地址丢失的情况，就量一下相关电阻的大小，看是否偏差过大。测焊在板上的电阻时要断掉所有电源，拨码全部断开再测，否则会影响测量值。

4、注意MCU管脚内部的干扰，需要把它设置成模拟输入的形式，而且不能带内部上拉或下拉。

温度特性

对串联和并联电路进行高低温测试，温度范围是-10℃~70℃，实验结果是-10℃的低温对AD采集值几乎没影响，50℃~70℃下AD的波动由±1增加到±2，但也不影响地址判断。

调试经验

1、查表算法是个难点，需要进行反复调整，以保证0~31各个地址都能被正确识别，地址没被修改时判断出来的地址值也不能变动。

2、电路的电源和地要处理好，不能和数字地铺成一片，电源线要和其它供电器件分开走线，这些都是为了降低AD采样值的波动以及准确性，每一个采样到的值都应该和理论计算值保持在至少±1的误差内。

3、需要验证底层的AD驱动的正确性要做到采样点接地时，AD为0，接电源正时，AD为满量程，10位的话是1023，12位的是4095。

4、I/O口的干扰是较难发现的问题，需要查清楚芯片内部I/O口的设置，是否自带了内部上拉或下拉，这里的上拉电阻和下拉电阻会影响电路的输出电压。