AVR模拟比较器使用范例

liyf · 发表于 2012-1-27 19:42:54

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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
*/
#include <iom16v.h>
#include <macros.h>
#include "delay.h"#include <avr/interrupt.h> //中断函数头文件

/*
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<
*/

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