精密模擬微控制器（見圖1）將高性能模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）與單芯片處理器和外圍設備集成在一起，用來增加對模擬電路的支持。精密模擬微控制器廣泛應用于工業、儀表儀器、汽車和通信基礎設施等多種應用。例如，電機控制等特殊的應用要求具有支持多個同步脈寬調制（PWM）定時器的特性。這類處理器包括8b（如8051）到32b（如ARM7）內核。

圖1

圖1中精密模擬外圍設備決定了這種微控制器的類型，但數字外圍設備的對等補充也同樣需要。模擬外圍設備必須具有的精密度取決于其應用，可從8b閃存ADC到24b Σ-Δ ADC多種范圍內選擇。從轉換速率到電壓基準的精度，ADC的許多具體特性都會影響設計工程師的選擇

二、含有DAC和ADC就可以構成精密模擬微控制器？

不一定。模擬微控制器的類型和性能的變化范圍可能很寬。有些應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。而另外一些應用需要最高的精度。模擬微控制器的外圍設備通常與硬件（例如共享存儲器或者直接存儲器存取（DMA））集成在一起，以減少主機的開銷并同時提高吞吐率。這樣能夠使主機處理更多的信息或者更快地向外部主機傳送信息。

三、什么類型的ADC可包含在精密模擬微控制器中？

可以使用多種方法實現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、哪些因素會影響ADC的性能和精度？

當我們討論A D C 時會遇到許多問題，因此我們不能僅考慮分辨率的位（bit）數。線性度、精度、采樣速率和混疊現象都會影響轉換結果的有效性（見圖2）。量化誤差和線性誤差可能影響實際有效分辨率的位數。這都將影響模數轉換結果的有效數字位數。

圖2

圖2中ADC可對模擬輸入信號提供一種階梯狀的近似。在這種結果中存在由于溫度漂移、線性誤差和其它因素引起的誤差，從而導致轉換結果比實際提供的有效位數減少。

五、模擬微控制器的性能或精度會由于其內部緊密靠近受到影響嗎？

大多數精密模擬微控制器被設計用來最大程度減少系統中模擬和數字部分之間的任何干擾問題，因為在同一芯片內單獨的ADC或DAC將它們的模擬和數字元件隔離。芯片內部模擬和數字單元的緊密靠近減小了對外部射頻干擾源的靈敏程度。通常，符合嚴格的印制電路板（PCB）設計和布線程序（例如適當的電源和接地層的管理），并包含適當的退耦支持更為重要。當您查看性能指標時，一定要小心。有些制造商可能根本不確保模擬性能指標！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。

六、當選擇精密模擬微控制器時應考慮的關鍵特性是什么？

首先要考慮模擬性能指標，如ADC、DAC、內置精密基準和放大要求。考察一些細節，例如外圍設備的性能在規定的范圍溫度內如何變化。同樣，還要考慮選定芯片中所有的模擬外圍設備是否都是您的應用所需要的。其次考慮處理器和其存儲器是否互補。

最后，請不要忽視數字單元的功能。

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