AVR单片机ADC(模数转换器)使用范例(含源代码)

leixiaofeng · 发表于 2015-5-17 14:55:17

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1. 开发语言
   本范例使用 WinAVR/GCC 20050214 版本开发
2. 范例描述
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

3. 代码设计与说明：

#Include <Avr/Io.H>
#Include <Avr/Delay.H>
#Include <Avr/Signal.H>
#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 */
//管脚定义

#Define In_Single 0 //PA0(ADC0)

#Define In_Diff_P 3 //PA3(ADC3)

#Define In_Diff_N 2 //PA2(ADC2)

//常量定义

//单端通道，不放大

#Define AD_SE_ADC0 0x00 //ADC0

#Define AD_SE_ADC1 0x01 //ADC1

#Define AD_SE_ADC2 0x02 //ADC2

#Define AD_SE_ADC3 0x03 //ADC3

#Define AD_SE_ADC4 0x04 //ADC4

#Define AD_SE_ADC5 0x05 //ADC5

#Define AD_SE_ADC6 0x06 //ADC6

#Define AD_SE_ADC7 0x07 //ADC7

//差分通道ADC0作负端,10/200倍放大

#Define AD_Diff0_0_10x 0x08 //ADC0+ ADC0-, 10倍放大，校准用

#Define AD_Diff1_0_10x 0x09 //ADC1+ ADC0-, 10倍放大

#Define AD_Diff0_0_200x 0x0A //ADC0+ ADC0-,200倍放大，校准用

#Define AD_Diff1_0_200x 0x0B //ADC1+ ADC0-,200倍放大

//差分通道ADC2作负端，10/200倍放大

#Define AD_Diff2_2_10x 0x0C //ADC2+ ADC2-, 10倍放大，校准用

#Define AD_Diff3_2_10x 0x0D //ADC3+ ADC2-, 10倍放大

#Define AD_Diff2_2_200x 0x0E //ADC2+ ADC2-,200倍放大，校准用

#Define AD_Diff3_2_200x 0x0F //ADC3+ ADC2-,200倍放大

//差分通道ADC1作负端，不放大

#Define AD_Diff0_1_1x 0x10 //ADC0+ ADC1-

#Define AD_Diff1_1_1x 0x11 //ADC1+ ADC1-,校准用

#Define AD_Diff2_1_1x 0x12 //ADC2+ ADC1-

#Define AD_Diff3_1_1x 0x13 //ADC3+ ADC1-

#Define AD_Diff4_1_1x 0x14 //ADC4+ ADC1-

#Define AD_Diff5_1_1x 0x15 //ADC5+ ADC1-

#Define AD_Diff6_1_1x 0x16 //ADC6+ ADC1-

#Define AD_Diff7_1_1x 0x17 //ADC7+ ADC1-

//差分通道ADC2作负端，不放大

#Define AD_Diff0_2_1x 0x18 //ADC0+ ADC2-

#Define AD_Diff1_2_1x 0x19 //ADC1+ ADC2-

#Define AD_Diff2_2_1x 0x1A //ADC2+ ADC2-,校准用

#Define AD_Diff3_2_1x 0x1B //ADC3+ ADC2-

#Define AD_Diff4_2_1x 0x1C //ADC4+ ADC2-

#Define AD_Diff5_2_1x 0x1D //ADC5+ ADC2-

//单端通道，不放大

#Define AD_SE_VBG 0x1E //VBG 内部能隙1.22V电压基准,校准用

#Define AD_SE_GND 0x1F //接地校准用

//注:

//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。

//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。

#Define Vref 2556 //MV 实测的Vref引脚电压@5.0V供电

//#Define Vref 2550 //MV 实测的Vref引脚电压@3.3V供电

//全局变量
Unsigned Int ADC_SingleEnded; //单端输入的ADC值
Int ADC_Diff; //差分输入的ADC值
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，
//须加Volatile限定
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
Unsigned Int LED_Volt; //变换后的电压MV

Int LED_Curr; //变换

3. 电路图设计：

在范例中选用内部2.56V电压基准作Vref ，差分通道 10倍放大
则单端电压测量范围 02.56V, 分辨率2.5mV
差分电压测量范围 +/- 256mV 分辨率0.5mV
电流分辨率 = 50uA@10欧姆电流采样电阻
电流分辨率 =500uA@ 1欧姆电流采样电阻
程序中需要把实测的基准电压代入常量Vref中，以获得更准确地结果
我手中的样片实测为 [email=2.556V@Vcc=5.0V]2.556V@Vcc=5.0V[/email]
2.550V@Vcc=3.3V
本电路仅供参考，没有考虑抗干扰方面的要求

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