AD轉(zhuǎn)換 單片機(jī)原理

1、1第十章 8535單片機(jī)模擬量輸入接口 模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器模擬比較器.210. 1 8535單片機(jī)A/D接口 一、主要特點(diǎn)：1 、10位精度的逐次逼近型A/D 轉(zhuǎn)換器（由一定的時(shí)鐘控制稱之為AD時(shí)鐘） ；2、 8 個(gè)模擬量輸入通道（PA07）；3、自由運(yùn)行模式和單次轉(zhuǎn)換模式；4、ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷；5、睡眠模式噪聲消除； 6、 轉(zhuǎn)換速度快、精確一般；.3二、AD轉(zhuǎn)換器接口框圖10位A/D轉(zhuǎn)換器MUX0-2A/DC預(yù)分頻器分頻選擇ADPS02ADC10位數(shù)據(jù)寄存器ADCL70ADCH10主頻CKADENAD允許ADSCAD開(kāi)始轉(zhuǎn)換注1：先讀低8位邏輯與AD轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷請(qǐng)求（受I位控制）ADF

2、R自由運(yùn)行ADIFADIE分頻因子212850-200kHzAD時(shí)鐘 8 通道模擬開(kāi)關(guān)ADC0ADC1ADC7.4三、AD轉(zhuǎn)換器的兩種工作模式初始化AD轉(zhuǎn)換器：首次轉(zhuǎn)換（在ADEN=1后的第一次轉(zhuǎn)換），將進(jìn)行一次啞轉(zhuǎn)換過(guò)程（虛擬轉(zhuǎn)換），之后才是真正的轉(zhuǎn)換過(guò)程。（第一次轉(zhuǎn)換增加12個(gè)AD時(shí)鐘）1 、單次轉(zhuǎn)換模式啟動(dòng)一次A/D，則轉(zhuǎn)換一次。（14個(gè)AD時(shí)鐘）2、自由運(yùn)行模式 啟動(dòng)一次A/D ，連續(xù)不斷AD轉(zhuǎn)換,并更新ADC 數(shù)據(jù)寄存器 。（13個(gè)AD時(shí)鐘）單次轉(zhuǎn)換的時(shí)序自由運(yùn)行的時(shí)序首次轉(zhuǎn)換（單次模式）的時(shí)序.5單次轉(zhuǎn)換的時(shí)序.6自由運(yùn)行的時(shí)序.7首次轉(zhuǎn)換（單次模式）的時(shí)序.8四、相關(guān)的I/O寄存

3、器初值=$00,可讀寫；用于選擇通道號(hào)，新設(shè)定的通道要等到當(dāng)前AD轉(zhuǎn)換結(jié)束之后才起作用。MUX2 MUX1 MUX0 1、ADC 多路選擇寄存器ADMUX - $07（$27）2、ADC 數(shù)據(jù)寄存器：ADCL - $04（$24）低8位ADC 數(shù)據(jù)寄存器：ADCH - $05（$25）高2位ADC7ADC6ADC5ADC4ADC3ADC2ADC1ADC0-ADC9ADC9規(guī)則：先讀低8位，后讀高2位。同步：用in指令讀低8位后，就禁止ADC對(duì)高2位的更新，直到CPU用in指令讀完高位。.9四、相關(guān)的I/O寄存器2初值=$00,可讀寫。3、ADC 控制和狀態(tài)寄存器ADCSR - $06（$26）

4、ADEN ADSC ADFR ADIF ADIE ADPS 2 ADPS 1 ADPS 0ADEN： =1 ADC 使能 ；=0用作PA口。ADSC ：ADC 開(kāi)始轉(zhuǎn)換。 為1啟動(dòng)AD 轉(zhuǎn)換，對(duì)于單次模式， ADC結(jié)束自動(dòng)清零，自由運(yùn)行模式一直保持為1。ADFR： =1 ADC 自由運(yùn)行模式 ；0 單次模式。ADIF： 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADC 中斷標(biāo)志置1。 ADIE： ADC 中斷使能 .103、ADC 控制和狀態(tài)寄存器ADEN ADSC ADFR ADIF ADIE ADPS 2 ADPS 1 ADPS 0ADPS 2 0：ADC 預(yù)分頻選擇 0 1 1 80 0 1 20 1 0 40 0

5、0 21 0 0 161 0 1 321 1 0 641 1 1 128.11五、多通道的掃描基本規(guī)則：當(dāng)前AD轉(zhuǎn)換結(jié)束之后，新設(shè)定的通道號(hào)才起作用。 分兩種情況討論：1.對(duì)于單次模式； 2.對(duì)于自由運(yùn)行模式。.121、多通道的掃描單次模式基本思路與方法： 在設(shè)定通道號(hào)、ADEN=1之后； 啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換ADSC =1； 進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換過(guò)程， ADSC 一直保持為高； AD轉(zhuǎn)換結(jié)束，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入AD數(shù)據(jù)寄存器，ADSC由硬件自動(dòng)清0、ADIF=1； 此時(shí)可讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果（先低后高）、改變通道號(hào)（可以在主程序或轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷服務(wù)程序中完成），再次啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換。.132、多通道的掃描自由運(yùn)行模式基本思路與

6、方法： 在設(shè)定通道號(hào)、ADEN=1之后； 只要啟動(dòng)一次AD轉(zhuǎn)換即可,ADSC =1;進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換過(guò)程; AD轉(zhuǎn)換結(jié)束，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入AD數(shù)據(jù)寄存器，ADSC保持為1、ADIF=1，同時(shí)進(jìn)行新的轉(zhuǎn)換； 之后可以在任意時(shí)刻讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果（先低后高）、改變通道號(hào)（可以在主程序或轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷服務(wù)程序中完成）。.14對(duì)于自由運(yùn)行模式-改變通道號(hào)與讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果基本規(guī)則：當(dāng)前AD轉(zhuǎn)換結(jié)束之后，新設(shè)定的通道才起作用。 1、在主程序中改變通道號(hào)2、在轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷服務(wù)程序中改變通道號(hào)0.1mS0.1mS0.1mS0.1mS0.1mS0.1mS77766676776改讀到1mS1mS1mS1mS1mS1mS776666

7、7767.15六、使用時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問(wèn)題確定通道數(shù)，選擇通道號(hào)；確定運(yùn)行模式：自由運(yùn)行模式和單次轉(zhuǎn)換模式；多個(gè)通道的掃描；ADC噪聲的抑制。轉(zhuǎn)換速度問(wèn)題；.16七、應(yīng)用舉例測(cè)量8535的 ACH6和ACH7兩路模擬電壓信號(hào)，電路如圖10.6所示。 .171. 模擬量輸入信號(hào)端的處理兩路輸入信號(hào)經(jīng)RC濾波去除交流分量。6.2V穩(wěn)壓管起保護(hù)作用，高于6.2V的輸入信號(hào)被限幅在6.2V之內(nèi)。對(duì)負(fù)的輸入信號(hào)，穩(wěn)壓管反向?qū)?，限幅?0.7V之內(nèi)，以避免損壞輸入引腳。 .182. AD的基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定及供電基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定、準(zhǔn)確事關(guān)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果的精確性。采用LM336（5.0V）的三端精密并聯(lián)式二極管。

8、通過(guò)調(diào)節(jié)精密多圈電位器可調(diào)節(jié)VREF的電壓值?？烧{(diào)到VREF 5.12V。AVcc的供電經(jīng)100和0.1F 電容濾波以減少交流分量對(duì)ADC影響。轉(zhuǎn)換結(jié)果（數(shù)字量）對(duì)應(yīng)的輸入電壓（模擬量）間的關(guān)系？.193. AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的顯示PB口8根線作動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管字線，PD口低5位作動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管位線，數(shù)碼管用共陰極。五位數(shù)碼管最左邊顯示測(cè)量的路號(hào)，右邊4位顯示A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量。每隔1秒鐘輪換顯示一次。當(dāng)ADC采用單次轉(zhuǎn)換模式時(shí)程序如下，每秒鐘換路一次（讀完ADC結(jié)果，改變多路開(kāi)關(guān)）。.204. 編程思路表格的定義初始化堆棧及并口。通道7的處理設(shè)定通道號(hào)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換延時(shí)等待轉(zhuǎn)換結(jié)束讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果二轉(zhuǎn)十動(dòng)態(tài)掃

9、描顯示通道6的處理與同道7類似循環(huán)處理.215. 程序清單.include 8535def.inc .org $0000 rjmp reset tab:.db $3f,$06,$5b,$4f,$66,$6d,$7d,$07,$7f,$6f ;七段碼表 reset: ldi r16,low(ramend) ;棧指針置初值 out spl,r16 ldi r16,high(ramend) out sph,r16.22程序清單并口初始化 ;定義PB、PD為輸出口ldi r16,$ffout ddrb,r16out ddrd,r16;定義PA口為輸入口，ldi r16,$00out ddra,r16；

10、不帶內(nèi)部上拉電阻ldi r16,$00out porta,r16.23程序清單. aa: ldi r16,$07 ;先第7路ADC out admux,r16ldi r18,$C6 ;允許ADC，啟動(dòng)ADC，單次模式out adcsr,r18 ;64分頻做A/D時(shí)鐘rcall t1ms ;延時(shí)1毫秒in r16,adcl ;讀A/D結(jié)果放入R17：R16中in r17,adch rcall b16td5 ;調(diào)用二轉(zhuǎn)十子程見(jiàn)5.3.1 ldi r22,7 ;萬(wàn)位顯示路號(hào)7 mov r21,r19 ;四位ADC結(jié)果送顯示緩沖區(qū) mov r20,r18 mov r19,r17 mov r18,r16

11、 ldi r17,200 ;每一路A/D掃描200次，恰好1sbb: rcall smiao ;調(diào)動(dòng)態(tài)掃描子程序見(jiàn)7.2.2 dec r17 brne bb通道7的處理.24程序清單. ldi r18,$06 ;改變ADMUX為第6路 out admux,r18ldi r18,$C6 ;允許ADC，啟動(dòng)ADC，單次模式out adcsr,r18 ;64分頻做A/D時(shí)鐘rcall t1ms ;延時(shí)1毫秒in r16,adcl ;讀A/D結(jié)果放入R17：R16中in r17,adch rcall b16td5 ;調(diào)用二轉(zhuǎn)十子程 ldi r22,6 ;萬(wàn)位顯示路號(hào)6 mov r21,r19 ;四位A

12、DC結(jié)果送顯示緩沖區(qū) mov r20,r18 mov r19,r17 mov r18,r16 ldi r17,200 ;每一路A/D掃描200次，恰好1scc: rcall smiao ;調(diào)動(dòng)態(tài)掃描子程序見(jiàn)7.2.2 dec r17 brne cc rjmp aa通道6的處理.2510. 3 模擬比較器一、概述 模擬比較器對(duì)正極PB2引腳（AIN0）和負(fù)極PB3引腳（AIN1）之上的輸入值進(jìn)行比較。當(dāng)PB2上的電壓高于PB3的電壓時(shí)模擬比較器輸出ACO被置位。比較器的輸出可用來(lái)為觸發(fā)模擬比較器中斷（上升沿、下降沿或電平變換），也可觸發(fā)定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的輸入捕獲功能。 .26二、 模擬比較器方框圖

13、 .27三、相關(guān)的I/O寄存器-1個(gè)1、模擬比較器控制和狀態(tài)寄存器- ACSR - $08（$28）ACD- ACOACI ACIE ACIC ACIS 1 ACIS0位7ACD：模擬比較器禁止位 當(dāng)該位設(shè)為1時(shí)，模擬比較器的電源關(guān)閉?？梢栽谌魏螘r(shí)候?qū)ζ渲梦唬员汴P(guān)閉模擬比較器。這樣可以減少器件功耗，常用于休閑模式下又不需從模擬比較器中斷喚醒的情況。改變ACD位時(shí)，模擬比較器中斷必須通過(guò)清空ACSR中的ACIE位來(lái)禁止；否則，在該位改變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生中斷 。 位5ACO：模擬比較器輸出 。.28三、相關(guān)的I/O寄存器-1個(gè)1、模擬比較器控制和狀態(tài)寄存器- ACSR - $08（$28）ACD- ACOACI ACIE ACIC ACIS 1 ACIS0位4ACI：模擬比較器中斷標(biāo)志位 當(dāng)比較器輸出觸發(fā)中斷時(shí)ACI將置位。 位3ACIE：模擬比較器中斷使能 當(dāng)ACIE位設(shè)為1，且狀態(tài)寄存器中的I位被設(shè)為1時(shí)，模擬比較器中斷被觸發(fā)。當(dāng)被清為0時(shí)，中斷被禁止。 .29三、相關(guān)的I/O寄存器-1個(gè)1、模擬比較器控制和狀態(tài)寄存器- ACSR - $08（$28）ACD- ACOACI ACIE ACIC ACIS 1 ACIS0位2ACIC：模擬比較器輸入捕獲使能 設(shè)置為1時(shí)，模擬比