AVR 模數(AD)轉換程序

1. 開發語言

本范例使用 WinAVR/GCC 20050214 版本開發

2. 范例描述

本程序簡單的示范了如何使用ATMEGA16的ADC模數轉換器 普通的單端輸入 差分輸入及校準基準電壓的校準 查詢方式 中斷方式 數據格式的變換 出于簡化程序考慮，各種數據沒有對外輸出，學習時建議使用JTAG ICE硬件仿真器


3. 電路圖設計 ：

為簡化線路設計，使用了本網站的ATmega16功能小板。

在范例中 選用內部2.56V電壓基準作Vref ，差分通道 10倍放大
則 單端電壓測量范圍 02.56V, 分辨率2.5mV
差分電壓測量范圍 +/- 256mV 分辨率0.5mV
電流分辨率 = 50uA@10歐姆 電流采樣電阻
電流分辨率 =500uA@ 1歐姆 電流采樣電阻
程序中需要把實測的基準電壓代入 常量Vref中，以獲得更準確地結果
我手中的樣片實測為 2.556V@Vcc=5.0V
2.550V@Vcc=3.3V
本電路僅供參考，沒有考慮抗干擾方面的要求

4. 代碼設計與說明 ：

/***************************************************** ADC(模數轉換)使用范例 ******* ******* 策劃、整理與測試： 阿莫(armok) ***
**** 代碼設計： HJJourAVR ******* 編譯器：WINAVR20050214 ******* www.OurAVR.com 2005.8.31 ****************************************************/#include avr/io.h>#include avr/delay.h>#include avr/signal.h>#include avr/interrupt.h>/*宏INTERRUPT 的用法與SIGNAL 類似，區別在于 SIGNAL 執行時全局中斷觸發位被清除、其他中斷被禁止 INTERRUPT 執行時全局中斷觸發位被置位、其他中斷可嵌套執另外avr-libc 提供兩個API 函數用于置位和清零全局中斷觸發位，它們是經常用到的。分別是：void sei(void) 和void cli(void) 由interrupt.h定義 */
//管腳定義
#define in_Single 0 //PA0(ADC0)
#define in_Diff_P 3 //PA3(ADC3)
#define in_Diff_N 2 //PA2(ADC2)

//常量定義
//單端通道，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作負端,10/200倍放大
#define AD_Diff0_0_10x 0x08 //ADC0+ ADC0-, 10倍放大，校準用
#define AD_Diff1_0_10x 0x09 //ADC1+ ADC0-, 10倍放大
#define AD_Diff0_0_200x 0x0A //ADC0+ ADC0-,200倍放大，校準用
#define AD_Diff1_0_200x 0x0B //ADC1+ ADC0-,200倍放大

//差分通道ADC2作負端，10/200倍放大
#define AD_Diff2_2_10x 0x0C //ADC2+ ADC2-, 10倍放大，校準用
#define AD_Diff3_2_10x 0x0D //ADC3+ ADC2-, 10倍放大
#define AD_Diff2_2_200x 0x0E //ADC2+ ADC2-,200倍放大，校準用
#define AD_Diff3_2_200x 0x0F //ADC3+ ADC2-,200倍放大

//差分通道ADC1作負端，不放大
#define AD_Diff0_1_1x 0x10 //ADC0+ ADC1-
#define AD_Diff1_1_1x 0x11 //ADC1+ ADC1-,校準用
#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作負端，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-,校準用
#define AD_Diff3_2_1x 0x1B //ADC3+ ADC2-
#define AD_Diff4_2_1x 0x1C //ADC4+ ADC2-
#define AD_Diff5_2_1x 0x1D //ADC5+ ADC2-

//單端通道，不放大
#define AD_SE_VBG 0x1E //VBG 內部能隙1.22V電壓基準,校準用
#define AD_SE_GND 0x1F //接地 校準用

//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封裝下的差分輸入通道器件未經測試。只保證器件在TQFP與MLF封裝下正常工作。

#define Vref 2556 //mV 實測的Vref引腳電壓@5.0V供電
//#define Vref 2550 //mV 實測的Vref引腳電壓@3.3V供電

//全局變量
unsigned int ADC_SingleEnded; //單端輸入的ADC值
int ADC_Diff; //差分輸入的ADC值
volatile unsigned int ADC_INT_SE; //中斷模式用的單端輸入ADC值,會在中斷服務程序中被修改，
//須加volatile限定
volatile unsigned char ADC_OK; //ADC狀態，會在中斷服務程序中被修改，須加volatile限定
unsigned int LED_Volt; //變換后的電壓mV
int LED_Curr; //變換