开始规划我的2024年micro：bit基础编程指南 输入函数集（特殊分析）12
五分析模拟基准电压与电源电压之间的不一致
在micro：bit主板的模拟输入功能中，我们设计了一个由micro：bit主板供电的模拟输出模拟器，电源电压标准为33v。即模拟器输出电压为0 32v. 将其连接到micro：bit主板的采集端口，实测最大值为32V电压的数字值为1017。 micro：bit主板的ADC转换标准是0 1024个数字值。 这说明了 32V电源电压不是ADC模数转换器的最大采样电压。 为什么会这样？
AD转换又称模数转换，是指将连续变化的模拟信号转换为离散数字信号的过程。 具体来说，它将一定范围内的模拟电压信号转换为一定范围内具有步进梯度电平的离散数字数字信号。 我们可以用刻度上的长度和刻度之间的关系来描述模拟量和数字量之间的转换关系。
以 10 厘米的距离为例，用模拟量描述刻度上的每一个点，可以是 1cm、2cm、3cm、15cm，1.15cm等数值。 如果刻度上有 10 个刻度标记，那么这 10 个标记代表 1cm、2cm、3cm 和 10cm。 数值的概念是 0、1、2、3 到 10 等数值。 每个数字之间的距离是平均除以，每个数字的含义是 1 表示 1 厘米，10 表示 10 厘米。 数字是计算机系统可以识别的东西。 这样，就完成了将现实世界中的模拟信息转换为计算机系统中的数字信息的过程。 每个数字之间的其他长度不能由计算机以数值的形式表示和描述。
如果要以更细化的方式描述数字之间的长度，则需要在相同的长度距离上标记更多更具体的刻度。 例如，如果在10cm的长度上标记了100个刻度，那么在数字值的刻度表达式中，1代表1mm，2代表2mm，100代表100mm，即10cm。 两个相邻数字之间的长度为 1 毫米。
如果有 1000 个刻度，则 1 表示 01mm，1000 代表 10cm。 刻度上的刻度标记可以理解为数字化转换后模拟长度的数字离散值。 两个离散值之间表示的长度，即长度信息经计算机数字化后可以表示的最小距离长度，即长度的数字化数值精度。
如上所述，在计算机系统中，模拟测量的电压范围相当于刻度的长度。 数字量是模拟电压范围内的“刻度”。 至于需要多少个刻度，也就是分了多少等量。 每个参数所代表的电压范围是数字化后该电压的数字值的精度。 以模拟电压5V为例，将其分成5个部分，数字内容为0、1、2、3、4、5个值。 两个相邻值之间的“距离”为1V，因此数字值表示的电压精度为1V。
如果将其分为 50 个部分，则数值内容为 0、1、2、3 ,...，49,50 个值。 相邻项之间的差值为 01V，即精度为01v。换算成百分比，即百分之二的准确率。 如果将其分成 1,000 个部分，则精度为千分之一。
所以，按照我们通常对AD转换的理解，micro：bit主板的模数关系，模拟电压范围是0 32V，数字值在0 1023之间。 准确率约为 1 分之 1,000（实际上是 1024 分之一）。 在实际测试中，模拟电压达到3当2V电源电压为标准时，数字值为1017，未达到最大数字值。 这说明了 3 的电源2V电压不是AD转换的模拟电压范围。 模拟电压的取值标准不是由电源的电压决定的。
图中所示是AD转换器的模数转换原理图。 主要说明AD模块的基准电压是如何选择的。 基准电压是标准电压，表示AD转换器中的模拟电压范围，即0 VREF电压范围。 因此，在ADC电路中，VREF的电压值必须是具有高精度和稳定性的标准电压源。
在ADC模块运行过程中，VREF值应始终保持一致且稳定，不应重复变化。 因此，对于VREF来说，选择电路中电压值的哪一部分作为基准电压值尤为重要。 因为VREF电压的波动必然会带来模拟电压范围的变化，而VREF的稳定性直接决定了AD转换后数字值的稳定性和精度。
VREF电压的选择必须是电路中相对电压稳定且变化最小的部分。 因此，通常选择电路的电源部分作为VREF基准电压。 现代稳压电源技术的设计比较成熟，在电路电源方面，电源电压的稳定性非常好，波动变化也很小。 在一般应用中，基本可以满足使用要求。 因此，在许多设计中，我们通常将电源电压等同于ADC转换器的VREF基准电压。
缺点是当电源原有电源端电压不足（不符合使用规范）时，也会导致稳压电源的输出电源电压不稳定，从而影响VREF的稳定性。 特别是当原来电源由电池供电时，随着电池功耗的波动，对VREF的稳定电压影响越来越大，影响AD转换的精度和各种模拟数据信息的采集精度。
解决这些问题的最佳方法是使用独立的参考模块。 基准电压源是一种硬件模块，旨在提供稳定的基准电压。 因此，其输出电压具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强等特点。 即使在电源电压不稳定的情况下，仍能提供稳定的基准电压值。 这确保了ADC转换器在各种条件下AD转换期间数据的准确性。
同时，VREF的电压标准选择与电源的电压标准没有必然关系。 它还打破了我们习惯和一般的理解，即VREF必须是电源电压或不高于电源电压。 在micro：bit主板的测试中，可以看到VREF（335v）应略高于（3.）。2v） 主板电源电压。在其他电路设计中，它也很有用33V 电源器件用于测量和收集 5V 范围内的模拟信息。
因此，无论是单机ADC模块还是各种CPU片上ADC模块，VREF的电压标准都不一定与电源电压有关。 您可以选择低于电源电压的标准，也可以等于或高于电源电压。 ADC模块的AD转换针对的是VREF电压的数字转换，与输出数字信号信息的通信电压规范无关，即与ADC模块的工作电压标准无关。