精密模擬微控制器（見(jiàn)圖1）將高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）與單芯片處理器和外圍設(shè)備集成在一起，用來(lái)增加對(duì)模擬電路的支持。精密模擬微控制器廣泛應(yīng)用于工業(yè)、儀表儀器、汽車(chē)和通信基礎(chǔ)設(shè)施等多種應(yīng)用。例如，電機(jī)控制等特殊的應(yīng)用要求具有支持多個(gè)同步脈寬調(diào)制（PWM）定時(shí)器的特性。這類(lèi)處理器包括8b（如8051）到32b（如ARM7）內(nèi)核。

圖1

圖1中精密模擬外圍設(shè)備決定了這種微控制器的類(lèi)型，但數(shù)字外圍設(shè)備的對(duì)等補(bǔ)充也同樣需要。模擬外圍設(shè)備必須具有的精密度取決于其應(yīng)用，可從8b閃存ADC到24b Σ-Δ ADC多種范圍內(nèi)選擇。從轉(zhuǎn)換速率到電壓基準(zhǔn)的精度，ADC的許多具體特性都會(huì)影響設(shè)計(jì)工程師的選擇

二、含有DAC和ADC就可以構(gòu)成精密模擬微控制器？

不一定。模擬微控制器的類(lèi)型和性能的變化范圍可能很寬。有些應(yīng)用不需要高分辨率或高速吞吐率，可以使用基本的模擬微控制器。而另外一些應(yīng)用需要最高的精度。模擬微控制器的外圍設(shè)備通常與硬件（例如共享存儲(chǔ)器或者直接存儲(chǔ)器存取（DMA））集成在一起，以減少主機(jī)的開(kāi)銷(xiāo)并同時(shí)提高吞吐率。這樣能夠使主機(jī)處理更多的信息或者更快地向外部主機(jī)傳送信息。

三、什么類(lèi)型的ADC可包含在精密模擬微控制器中？

可以使用多種方法實(shí)現(xiàn)ADC。微控制器中采用的兩種常用方法包括Σ-ΔADC和逐次逼近（SAR）型ADC。盡管微控制器中ADC的性能可能隨著所使用的轉(zhuǎn)換方法而異，但其分辨率通常是8， 12， 16或者24b。

四、哪些因素會(huì)影響ADC的性能和精度？

當(dāng)我們討論A D C 時(shí)會(huì)遇到許多問(wèn)題，因此我們不能僅考慮分辨率的位（bit）數(shù)。線(xiàn)性度、精度、采樣速率和混疊現(xiàn)象都會(huì)影響轉(zhuǎn)換結(jié)果的有效性（見(jiàn)圖2）。量化誤差和線(xiàn)性誤差可能影響實(shí)際有效分辨率的位數(shù)。這都將影響模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)。

圖2

圖2中ADC可對(duì)模擬輸入信號(hào)提供一種階梯狀的近似。在這種結(jié)果中存在由于溫度漂移、線(xiàn)性誤差和其它因素引起的誤差，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)換結(jié)果比實(shí)際提供的有效位數(shù)減少。

五、模擬微控制器的性能或精度會(huì)由于其內(nèi)部緊密靠近受到影響嗎？

大多數(shù)精密模擬微控制器被設(shè)計(jì)用來(lái)最大程度減少系統(tǒng)中模擬和數(shù)字部分之間的任何干擾問(wèn)題，因?yàn)樵谕恍酒瑑?nèi)單獨(dú)的ADC或DAC將它們的模擬和數(shù)字元件隔離。芯片內(nèi)部模擬和數(shù)字單元的緊密靠近減小了對(duì)外部射頻干擾源的靈敏程度。通常，符合嚴(yán)格的印制電路板（PCB）設(shè)計(jì)和布線(xiàn)程序（例如適當(dāng)?shù)碾娫春徒拥貙拥墓芾恚?，并包含適當(dāng)?shù)耐笋钪С指鼮橹匾．?dāng)您查看性能指標(biāo)時(shí)，一定要小心。有些制造商可能根本不確保模擬性能指標(biāo)！另外有些制造商僅在非常具體的微控制器工作條件下確保性能指標(biāo)。

六、當(dāng)選擇精密模擬微控制器時(shí)應(yīng)考慮的關(guān)鍵特性是什么？

首先要考慮模擬性能指標(biāo)，如ADC、DAC、內(nèi)置精密基準(zhǔn)和放大要求。考察一些細(xì)節(jié)，例如外圍設(shè)備的性能在規(guī)定的范圍溫度內(nèi)如何變化。同樣，還要考慮選定芯片中所有的模擬外圍設(shè)備是否都是您的應(yīng)用所需要的。其次考慮處理器和其存儲(chǔ)器是否互補(bǔ)。

最后，請(qǐng)不要忽視數(shù)字單元的功能。

上電復(fù)位、掉電檢測(cè)和低功耗工作像其它外圍設(shè)備、RAM和模擬性能一樣重要。采用像片內(nèi)高精度模擬器件通常無(wú)需片外模擬支持一樣的方法，甚至像可編程邏輯陣列片內(nèi)功能都可以幫助節(jié)省材料清單（BOM）成本。