AVR模拟比较器使用范例

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****       AVR 模拟比较器使用范例          ***

**** 编译器：WINAVR20050214               ***

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本程序简单的示范了如何使用ATMEGA16的模拟比较器

 模拟比较器的设置

       中断方式--较常用

       查询方式不常用，检测ACO即可，可用作DELTA-SIGMA A/D CONVERTER，校正后精度比较高，但速度低，用汇编可以略为提高速度。

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

*/

＃i nclude

＃i nclude

＃i nclude

＃i nclude

/*

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

注： 内部函数_delay_ms() 最高延时  262.144mS@1MHz

    该函数可以实现较精确的定时,但用JTAG仿真时较麻烦---会进入机器码窗口(Disassembeler).注意跳开该语段。

一旦JTAG仿真进入该内部函数语句，会变得像'死机'一样(其实在运行中)，可以先[break]，然后在后面的C语句设[breakpoint]，[RUN]跳过

  for()/while()语句计算延时时间较麻烦。

    为了使 _delay_ms()函数的延时正确，须在makefile中设定F_CPU为实际的系统时钟频

    本范例为1MHz内部RC振荡器 即 F_CPU=1000000

*/

 

//管脚定义

#define LED0             0     //PB0

#define AIN_P              2     //PB2(AIN0)

#define AIN_N              3     //PB3(AIN1)

 

//宏定义

#define LED0_ON()             PORTB|= (1<      //输出高电平，灯亮

#define LED0_OFF()            PORTB&=~(1<      //输出低电平，灯灭

 

//常量定义

/*

模拟比较器的正输入端由 ACBG位决定，=0选择AIN0引脚，=1选择1.23V内部能隙基准源

模拟比较器多工输入 （不常用，因为ADC将无法使用）

       可以选择ADC7..0 之中的任意一个来代替模拟比较器的负极输入端。

       ADC复用器可用来完成这个功能。

       当然，为了使用这个功能首先必须关掉ADC。

       如果模拟比较器复用器使    能位(SFIOR 中的ACME) 被置位，且ADC 也已经关掉(ADCSRA 寄存器的ADEN 为0)，则可以通过ADMUX 寄存器的MUX2..0 来选择替代模拟比较器负极输入的管脚，如果ACME 清零或ADEN 置位，则模拟比较器的负极输入为AIN1。

*/

#define AC_ADC0              0x00              //ADC0

#define AC_ADC1              0x01              //ADC1

#define AC_ADC2              0x02              //ADC2

#define AC_ADC3              0x03              //ADC3

#define AC_ADC4              0x04              //ADC4

#define AC_ADC5              0x05              //ADC5

#define AC_ADC6              0x06              //ADC6

#define AC_ADC7              0x07              //ADC7

 

SIGNAL(SIG_COMPARATOR) //模拟比较器中断服务程序

{

    //硬件自动清除ACI标志位

    _delay_us(10);

    if ((ACSR&(1<  //检测ACO

           LED0_ON();                 //如果AIN0亮

    else

           LED0_OFF();               //否则 LED灭

    _delay_ms(200);           //当电压差接近0V时，模拟比较器会产生临界抖动，故延时200mS令肉眼能看到   

}

 

int main(void)

{

    //上电默认DDRx=0x00,PORTx=0x00 输入，无上拉电阻

    PORTA=0xFF;

    PORTC=0xFF;                                          //不用的管脚使能内部上拉电阻。

    PORTD=0xFF;

    PORTB=~((1<   //作模拟比较器输入时，不可使能内部上拉电阻。

    DDRB= (1<                              //PB0作输出

    /*

模拟比较器控制和状态寄存器－ACSR

 

    Bit 7 – ACD: 模拟比较器禁用

    模拟比较器上电默认是已经工作中的，跟其他的模块有所不同

    ACD置位时，模拟比较器的电源被切断。可以在任何时候设置此位来关掉模拟比较器。

    这可以减少器件工作模式及空闲模式下的功耗。

改变ACD位时，必须清零ACSR 寄存器的ACIE位来禁止模拟比较器中断。否则ACD改变时可能会产生中断

 

    Bit 6 – ACBG: 选择模拟比较器的能隙基准源

       ACBG 置位后，模拟比较器的正极输入由1.23V能隙基准源所取代。否则， AIN0 连接到模拟比较器的正极输入。

 

       Bit 5 – ACO: 模拟比较器输出

       模拟比较器的输出经过同步后直接连到ACO。同步机制引入了1-2 个时钟周期的延时。

 

       Bit 4 – ACI: 模拟比较器中断标志

       当比较器的输出事件触发了由ACIS1 及ACIS0 定义的中断模式时，ACI 置位。

       如果ACIE      和SREG 寄存器的全局中断标志I 也置位，那么模拟比较器中断服务程序即得以执行，同时ACI 被硬件清零。

       ACI 也可以通过写'1” 来清零。

 

       Bit 3 – ACIE: 模拟比较器中断使能

       当ACIE 位被置'1” 且状态寄存器中的全局中断标志I 也被置位时，模拟比较器中断被激活。

       否则中断被禁止。

 

    Bit2 – ACIC: 模拟比较器输入捕捉使能

       这个功能用于检测一些微弱的触发信号源，节省一个外部运放。

    ACIC置位后允许通过模拟比较器来触发T/C1 的输入捕捉功能。

    此时比较器的输出被直接连接到输入捕捉的前端逻辑，从而使得比较器可以利用T/C1 输入捕捉中断逻辑的噪声抑制器及触发沿选择功能。

       为了使比较器可以触发T/C1 的输入捕捉中断，定时器中断屏蔽寄存器TIMSK 的TICIE1    必须置位。

ACIC 为'0” 时模拟比较器及输入捕捉功能之间没有任何联系。

 

       Bits 1, 0 – ACIS1, ACIS0: 模拟比较器中断模式选择

       这两位确定触发模拟比较器中断的事件。

       ACIS1 ACIS0        中断模式

         0        0 比较器输出变化即可触发中断

         0        1 保留

         1        0 比较器输出的下降沿产生中断

         1        1 比较器输出的上升沿产生中断

       需要改变ACIS1/ACIS0 时，必须清零ACSR 寄存器的中断使能位来禁止模拟比较器中断。否则有可能在改变这两位时产生中断。

*/

 

    ACSR=(1<

    // 使能模拟比较器中断，比较器输出变化即可触发中断，AIN0为正输入端，AIN1为负输入端。

    sei();                                                        //使能全局中断

    while (1); //主程序没有任务。任何情况都必须是一个无限循环。

}

 

/*

程序测试：

       两个电位器，一端接VCC,一端接地，构成电位器分压电路。

    AIN0和AIN1都分别接到电位器的中心抽头。

    PBO输出串电阻驱动LED,高电平有效。

    然后分别旋转电位器，增减抽头的电压，将会发现PB0的输出(LED0)会根据 AIN0/AIN1的电压关系变动。

    由于电源纹波，IO电流及外界干扰的影响，当电压差接近0V时，模拟比较器会产生临界抖动，AIN0/AIN1对地并上小电容可以改善这种情况。

在使用AVR51实验板时，由于只有一个电位器，需要变通：

    1、可以使能ACBG，利用1.23V内部能隙基准源代替AIN0作模拟比较器的正输入端。

           ACSR=(1<

    2、可以使能ADC的内部2.56V电压基准，然后把AIN0或AIN1连接到pin32 AREF脚。

            ADCSRA=(1<  //需要打开ADC

            ADMUX=(1<

*/