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ATmega16单片机AD电流和电压采样程序

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沙发
发表于 2015-10-29 08:40:29 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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!)
***************************************************************************************************************************************
                    以下是例程
****************************************************/
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。转载

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