開始規劃我的2024年micro：bit基礎程式設計指南 輸入函式集（特殊分析）12
五分析模擬基準電壓與電源電壓之間的不一致
在micro：bit主機板的模擬輸入功能中，我們設計了乙個由micro：bit主機板供電的模擬輸出模擬器，電源電壓標準為33v。即模擬器輸出電壓為0 32v. 將其連線到micro：bit主機板的採集埠，實測最大值為32V電壓的數字值為1017。 micro：bit主機板的ADC轉換標準是0 1024個數字值。 這說明了 32V電源電壓不是ADC模數轉換器的最大取樣電壓。 為什麼會這樣？
AD轉換又稱模數轉換，是指將連續變化的模擬訊號轉換為離散數碼訊號的過程。 具體來說，它將一定範圍內的模擬電壓訊號轉換為一定範圍內具有步進梯度電平的離散數字數碼訊號。 我們可以用刻度上的長度和刻度之間的關係來描述模擬量和數字量之間的轉換關係。
以 10 厘公尺的距離為例，用模擬量描述刻度上的每乙個點，可以是 1cm、2cm、3cm、15cm，1.15cm等數值。 如果刻度上有 10 個刻度標記，那麼這 10 個標記代表 1cm、2cm、3cm 和 10cm。 數值的概念是 0、1、2、3 到 10 等數值。 每個數字之間的距離是平均除以，每個數字的含義是 1 表示 1 厘公尺，10 表示 10 厘公尺。 數字是計算機系統可以識別的東西。 這樣，就完成了將現實世界中的模擬資訊轉換為計算機系統中的數字資訊的過程。 每個數字之間的其他長度不能由計算機以數值的形式表示和描述。
如果要以更細化的方式描述數字之間的長度，則需要在相同的長度距離上標記更多更具體的刻度。 例如，如果在10cm的長度上標記了100個刻度，那麼在數字值的刻度表示式中，1代表1mm，2代表2mm，100代表100mm，即10cm。 兩個相鄰數字之間的長度為 1 公釐。
如果有 1000 個刻度，則 1 表示 01mm，1000 代表 10cm。 刻度上的刻度標記可以理解為數位化轉換後模擬長度的數字離散值。 兩個離散值之間表示的長度，即長度資訊經計算機數位化後可以表示的最小距離長度，即長度的數位化數值精度。
如上所述，在計算機系統中，模擬測量的電壓範圍相當於刻度的長度。 數字量是模擬電壓範圍內的“刻度”。 至於需要多少個刻度，也就是分了多少等量。 每個引數所代表的電壓範圍是數位化後該電壓的數字值的精度。 以模擬電壓5V為例，將其分成5個部分，數字內容為0、1、2、3、4、5個值。 兩個相鄰值之間的“距離”為1V，因此數字值表示的電壓精度為1V。
如果將其分為 50 個部分，則數值內容為 0、1、2、3 ,...，49,50 個值。 相鄰項之間的差值為 01V，即精度為01v。換算成百分比，即百分之二的準確率。 如果將其分成 1,000 個部分，則精度為千分之一。
所以，按照我們通常對AD轉換的理解，micro：bit主機板的模數關係，模擬電壓範圍是0 32V，數字值在0 1023之間。 準確率約為 1 分之 1,000（實際上是 1024 分之一）。 在實際測試中，模擬電壓達到3當2V電源電壓為標準時，數字值為1017，未達到最大數字值。 這說明了 3 的電源2V電壓不是AD轉換的模擬電壓範圍。 模擬電壓的取值標準不是由電源的電壓決定的。
圖中所示是AD轉換器的模數轉換原理圖。 主要說明AD模組的基準電壓是如何選擇的。 基準電壓是標準電壓，表示AD轉換器中的模擬電壓範圍，即0 VREF電壓範圍。 因此，在ADC電路中，VREF的電壓值必須是具有高精度和穩定性的標準電壓源。
在ADC模組執行過程中，VREF值應始終保持一致且穩定，不應重複變化。 因此，對於VREF來說，選擇電路中電壓值的哪一部分作為基準電壓值尤為重要。 因為VREF電壓的波動必然會帶來模擬電壓範圍的變化，而VREF的穩定性直接決定了AD轉換後數字值的穩定性和精度。
VREF電壓的選擇必須是電路中相對電壓穩定且變化最小的部分。 因此，通常選擇電路的電源部分作為VREF基準電壓。 現代穩壓電源技術的設計比較成熟，在電路電源方面，電源電壓的穩定性非常好，波動變化也很小。 在一般應用中，基本可以滿足使用要求。 因此，在許多設計中，我們通常將電源電壓等同於ADC轉換器的VREF基準電壓。
缺點是當電源原有電源端電壓不足（不符合使用規範）時，也會導致穩壓電源的輸出電源電壓不穩定，從而影響VREF的穩定性。 特別是當原來電源由電池供電時，隨著電池功耗的波動，對VREF的穩定電壓影響越來越大，影響AD轉換的精度和各種模擬資料資訊的採集精度。
解決這些問題的最佳方法是使用獨立的參考模組。 基準電壓源是一種硬體模組，旨在提供穩定的基準電壓。 因此，其輸出電壓具有精度高、穩定性好、抗干擾能力強等特點。 即使在電源電壓不穩定的情況下，仍能提供穩定的基準電壓值。 這確保了ADC轉換器在各種條件下AD轉換期間資料的準確性。
同時，VREF的電壓標準選擇與電源的電壓標準沒有必然關係。 它還打破了我們習慣和一般的理解，即VREF必須是電源電壓或不高於電源電壓。 在micro：bit主機板的測試中，可以看到VREF（335v）應略高於（3.）。2v） 主機板電源電壓。在其他電路設計中，它也很有用33V 電源器件用於測量和收集 5V 範圍內的模擬資訊。
因此，無論是單機ADC模組還是各種CPU片上ADC模組，VREF的電壓標準都不一定與電源電壓有關。 您可以選擇低於電源電壓的標準，也可以等於或高於電源電壓。 ADC模組的AD轉換針對的是VREF電壓的數字轉換，與輸出數碼訊號資訊的通訊電壓規範無關，即與ADC模組的工作電壓標準無關。