ATmega16单片机AD电流和电压采样程序
学习AD的时候从别的网上看到的,看得迷迷糊糊,不过分享一下,希望大家能用得上。ATmega16单片机ad电流和电压采样程序
l 四通道PWM
l 8路10位ADC,8个单端通道,2个具有可编程增益(1x, 10x, 或200x)的差分通道
端口A(PA7..PA0) 端口A 做为A/D 转换器的模拟输入端。端口A 为8 位双向I/O 口,具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。作为输入使用时,若内部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端口A 处于高阻状态。
端口B(PB7..PB0) 端口B 为8 位双向I/O 口,具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。作为输入使用时,若内部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端口B 处于高阻状态。
端口B 也可以用做其他不同的特殊功能.
端口C(PC7..PC0) 端口C 为8 位双向I/O 口,具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。作为输入使用时,若内部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端口C 处于高阻状态。如果JTAG接口使能,即使复位出现引脚 PC5(TDI)、 PC3(TMS)与 PC2(TCK)的上拉电阻被激活。端口C 也可以用做其他不同的特殊功能.
端口D(PD7..PD0) 端口D 为8 位双向I/O 口,具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。作为输入使用时,若内部上拉电阻使能,则端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端口D 处于高阻状态。端口D 也可以用做其他不同的特殊功能.
硬件方面基本懂了,剩下的是程序了,以下是该死的ADC数模转换器的大致使用,不太懂
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本程序简单的示范了如何使用ATMEGA16的ADC模数转换器 普通的单端输入 差分输入及校准 基准电压的校准 查询方式 中断方式 数据格式的变换出于简化程序考虑,各种数据没有对外输出,学习时建议使用JTAG ICE硬件仿真器
(仿个屁啊,鬼知道JTAG ICE是什么叼毛!也买不起仿真器,切!)
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以下是例程
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1. #include <avr/io.h>
2. #include <avr/delay.h>
3. #include <avr/signal.h>
4. #include <avr/interrupt.h>/*宏INTERRUPT 的用法与SIGNAL 类似,区别在于 SIGNAL 执行时全局中断触发位被清除、其他中断被禁止 INTERRUPT 执行时全局中断触发位被置位、其他中断可嵌套执另外avr-libc 提供两个API 函数用于置位和清零全局中断触发位,它们是经常用到的。分别是:void sei(void) 和void cli(void) 由interrupt.h定义 */
5. //管脚定义
6. #define in_Single 0 //PA0(ADC0)
7. #define in_Diff_P 3 //PA3(ADC3)
8. #define in_Diff_N 2 //PA2(ADC2)
9. //常量定义
10. //单端通道,不放大
11. #define AD_SE_ADC0 0x00 //ADC0
12. #define AD_SE_ADC1 0x01 //ADC1
13. #define AD_SE_ADC2 0x02 //ADC2
14. #define AD_SE_ADC3 0x03 //ADC3
15. #define AD_SE_ADC4 0x04 //ADC4
16. #define AD_SE_ADC5 0x05 //ADC5
17. #define AD_SE_ADC6 0x06 //ADC6
18. #define AD_SE_ADC7 0x07 //ADC7
19. //差分通道ADC0作负端,10/200倍放大
20. #define AD_Diff0_0_10x 0x08 //ADC0+ ADC0-, 10倍放大,校准用
21. #define AD_Diff1_0_10x 0x09 //ADC1+ ADC0-, 10倍放大
22. #define AD_Diff0_0_200x 0x0A //ADC0+ ADC0-,200倍放大,校准用
23. #define AD_Diff1_0_200x 0x0B //ADC1+ ADC0-,200倍放大
24. //差分通道ADC2作负端,10/200倍放大
25. #define AD_Diff2_2_10x 0x0C //ADC2+ ADC2-, 10倍放大,校准用
26. #define AD_Diff3_2_10x 0x0D //ADC3+ ADC2-, 10倍放大
27. #define AD_Diff2_2_200x 0x0E //ADC2+ ADC2-,200倍放大,校准用
28. #define AD_Diff3_2_200x 0x0F //ADC3+ ADC2-,200倍放大
29. //差分通道ADC1作负端,不放大
30. #define AD_Diff0_1_1x 0x10 //ADC0+ ADC1-
31. #define AD_Diff1_1_1x 0x11 //ADC1+ ADC1-,校准用
32. #define AD_Diff2_1_1x 0x12 //ADC2+ ADC1-
33. #define AD_Diff3_1_1x 0x13 //ADC3+ ADC1-
34. #define AD_Diff4_1_1x 0x14 //ADC4+ ADC1-
35. #define AD_Diff5_1_1x 0x15 //ADC5+ ADC1-
36. #define AD_Diff6_1_1x 0x16 //ADC6+ ADC1-
37. #define AD_Diff7_1_1x 0x17 //ADC7+ ADC1-
38. //差分通道ADC2作负端,不放大
39. #define AD_Diff0_2_1x 0x18 //ADC0+ ADC2-
40. #define AD_Diff1_2_1x 0x19 //ADC1+ ADC2-
41. #define AD_Diff2_2_1x 0x1A //ADC2+ ADC2-,校准用
42. #define AD_Diff3_2_1x 0x1B //ADC3+ ADC2-
43. #define AD_Diff4_2_1x 0x1C //ADC4+ ADC2-
44. #define AD_Diff5_2_1x 0x1D //ADC5+ ADC2-
45. //单端通道,不放大
46. #define AD_SE_VBG 0x1E //VBG 内部能隙1.22V电压基准,校准用
47. #define AD_SE_GND 0x1F //接地 校准用
48. //注:
49. //差分通道,如果使用1x或10x增益,可得到8位分辨率。如果使用200x增益,可得到7位分辨率。
50. //在PDIP封装下的差分输入通道器件未经测试。只保证器件在TQFP与MLF封装下正常工作。
51. #define Vref 2556 //mV 实测的Vref引脚电压@5.0V供电
52. //#define Vref 2550 //mV 实测的Vref引脚电压@3.3V供电
53. //全局变量
54. unsigned int ADC_SingleEnded; //单端输入的ADC值
55. int ADC_Diff; //差分输入的ADC值
56. volatile unsigned int ADC_INT_SE; //中断模式用的单端输入ADC值,会在中断服务程序中被修改,
57. //须加volatile限定
58. volatile unsigned char ADC_OK; //ADC状态,会在中断服务程序中被修改,须加volatile限定
59. unsigned int LED_Volt; //变换后的电压mV
60. int LED_Curr; //变换后的电流100uA
61. //仿真时在watch窗口,监控这些全局变量。
62. unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)//查询方式读取ADC单端通道
63. {
64. ADMUX=(0xc0|adc_input); //adc_input:单端通道 0x00~0x07,0x1E,0x1F
65. //0xc0:选择内部2.56V参考电压
66. ADCSRA|=(1<<ADSC); //启动AD转换
67. loop_until_bit_is_set(ADCSRA,ADIF); //方法1 等待AD转换结束
68. // while ((ADCSRA&(1<<ADIF))==0); //写法2 这种写法优化不好
69. // loop_until_bit_is_clear(ADCSRA,ADSC); //方法2 检测ADSC=0也行
70. ADCSRA|=(1<<ADIF); //写1清除标志位
71. return ADC; //ADC=ADCH:ADCL
72. }
73. int read_adc_diff(unsigned char adc_input)//查询方式读取ADC差分通道
74. {
75. unsigned int ADC_FIX;
76. ADMUX=(0xc0|adc_input); //adc_input:差分通道 0x08~0x1D
77. _delay_ms(1); //等待差分增益稳定>125uS
78. ADCSRA|=(1<<ADSC);
79. loop_until_bit_is_set(ADCSRA,ADIF);
80. ADCSRA|=(1<<ADIF);
81. //当切换到差分增益通道,由于自动偏移抵消电路需要沉积时间,
82. //第一次转换结果准确率很低。
83. //用户最好舍弃第一次转换结果。
84. ADCSRA|=(1<<ADSC);
85. loop_until_bit_is_set(ADCSRA,ADIF);
86. ADCSRA|=(1<<ADIF);
87. ADC_FIX=ADC;
88. //输出结果用2的补码形式表示
89. //可正可负 +/-9bit -512~+511
90. //即M16差分通道的ADC+输入端的电压可以大于ADC-,也可以小于ADC-。
91. //Tiny26就不行,ADC+输入端的电压必须大于或等于ADC-,为+10bit
92.
93. if (ADC_FIX>=0x0200) //负数要变换,正数不用
94. {
95. ADC_FIX|=0xFC00; //变换成16位无符号整数
96. }
97. return (int)ADC_FIX;
98. }
99.
100. SIGNAL(SIG_ADC) //ADC中断服务程序
101. {
102. //硬件自动清除ADIF标志位
103. ADC_INT_SE=ADC; //读取结果
104. ADC_OK=1;
105. }
106.
107. int main(void)
108. {
109. long temp32;
110. ADC_SingleEnded =0;
111. ADC_Diff=0;
112. ADC_INT_SE=0;
113. //上电默认DDRx=0x00,PORTx=0x00 输入,无上拉电阻
114. PORTB=0xFF; //不用的管脚使能内部上拉电阻。
115. PORTC=0xFF;
116. PORTD=0xFF;
117. PORTA=~((1<<in_Single)|(1<<in_Diff_P)|(1<<in_Diff_N));
118. //作ADC输入时,不可使能内部上拉电阻。
119. ADCSRA=(1<<ADEN)|0x06; //使能ADC,时钟64分频 125KHz@8MHz system clock
120. sei(); //使能全局中断
121.
122. while (1)
123. {
124. //实测的Vref引脚电压 =2556mV
125. ADC_SingleEnded=read_adc(AD_SE_ADC0);
126. //查询方式读取ADC0
127. temp32=(long)ADC_SingleEnded*Vref;
128. LED_Volt=(unsigned int)(temp32/1024);
129. ADC_Diff =read_adc_diff(AD_Diff3_2_10x);
130. ADC_Diff-=read_adc_diff(AD_Diff2_2_10x);//校准OFFSET
131. temp32=(long)ADC_Diff*Vref;
132. LED_Curr=(unsigned int)(temp32/(512*10)); //[单位为100uA]
133. //查询方式读取ADC3+,ADC2- 10倍放大 max +/-255.6mV
134. //10欧姆 1mA=10mV max +/-25.56mA
135. //分辨率约0.5mV=50uA,显示取整为100uA单位
136. ADCSRA|=(1<<ADIE); //使能ADC中断
137. ADMUX=0xC0|AD_SE_ADC0; //单端输入ADC0
138. ADC_OK=0; //软件标志清零
139. ADCSRA|=(1<<ADSC); //启动AD转换
140. while(ADC_OK==0); //等待ADC完成,实际程序中可以运行其它任务
141. ADCSRA&=~(1<<ADIE); //禁止ADC中断
142. //查询方式和中断方式要注意 ADIF标志位的处理。
学习的时候用仿真软件还是比较方便的 hdxet 发表于 2015-10-15 13:35
学习的时候用仿真软件还是比较方便的
嗯,可以proteus实现,不过现在开发板很多,有个开发板还是很方便,操作起来比较直观
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