AD轉換 單片機原理

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

2、R自由運行ADIFADIE分頻因子212850-200kHzAD時鐘 8 通道模擬開關ADC0ADC1ADC7.4三、AD轉換器的兩種工作模式初始化AD轉換器：首次轉換（在ADEN=1后的第一次轉換），將進行一次啞轉換過程（虛擬轉換），之后才是真正的轉換過程。（第一次轉換增加12個AD時鐘）1 、單次轉換模式啟動一次A/D，則轉換一次。（14個AD時鐘）2、自由運行模式 啟動一次A/D ，連續(xù)不斷AD轉換,并更新ADC 數(shù)據(jù)寄存器 。（13個AD時鐘）單次轉換的時序自由運行的時序首次轉換（單次模式）的時序.5單次轉換的時序.6自由運行的時序.7首次轉換（單次模式）的時序.8四、相關的I/O寄存

3、器初值=$00,可讀寫；用于選擇通道號，新設定的通道要等到當前AD轉換結束之后才起作用。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對高2位的更新，直到CPU用in指令讀完高位。.9四、相關的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 開始轉換。 為1啟動AD 轉換，對于單次模式， ADC結束自動清零，自由運行模式一直保持為1。ADFR： =1 ADC 自由運行模式 ；0 單次模式。ADIF： 轉換結束后，ADC 中斷標志置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：當前AD轉換結束之后，新設定的通道號才起作用。 分兩種情況討論：1.對于單次模式； 2.對于自由運行模式。.121、多通道的掃描單次模式基本思路與方法： 在設定通道號、ADEN=1之后； 啟動AD轉換ADSC =1； 進入AD轉換過程， ADSC 一直保持為高； AD轉換結束，轉換結果存入AD數(shù)據(jù)寄存器，ADSC由硬件自動清0、ADIF=1； 此時可讀取轉換結果（先低后高）、改變通道號（可以在主程序或轉換結束中斷服務程序中完成），再次啟動AD轉換。.132、多通道的掃描自由運行模式基本思路與

6、方法： 在設定通道號、ADEN=1之后； 只要啟動一次AD轉換即可,ADSC =1;進入AD轉換過程; AD轉換結束，轉換結果存入AD數(shù)據(jù)寄存器，ADSC保持為1、ADIF=1，同時進行新的轉換； 之后可以在任意時刻讀取轉換結果（先低后高）、改變通道號（可以在主程序或轉換結束中斷服務程序中完成）。.14對于自由運行模式-改變通道號與讀取轉換結果基本規(guī)則：當前AD轉換結束之后，新設定的通道才起作用。 1、在主程序中改變通道號2、在轉換結束中斷服務程序中改變通道號0.1mS0.1mS0.1mS0.1mS0.1mS0.1mS77766676776改讀到1mS1mS1mS1mS1mS1mS776666

7、7767.15六、使用時應考慮的幾個問題確定通道數(shù)，選擇通道號；確定運行模式：自由運行模式和單次轉換模式；多個通道的掃描；ADC噪聲的抑制。轉換速度問題；.16七、應用舉例測量8535的 ACH6和ACH7兩路模擬電壓信號，電路如圖10.6所示。 .171. 模擬量輸入信號端的處理兩路輸入信號經RC濾波去除交流分量。6.2V穩(wěn)壓管起保護作用，高于6.2V的輸入信號被限幅在6.2V之內。對負的輸入信號，穩(wěn)壓管反向導通，限幅在 0.7V之內，以避免損壞輸入引腳。 .182. AD的基準電壓的穩(wěn)定及供電基準電壓的穩(wěn)定、準確事關ADC轉換結果的精確性。采用LM336（5.0V）的三端精密并聯(lián)式二極管。

8、通過調節(jié)精密多圈電位器可調節(jié)VREF的電壓值?？烧{到VREF 5.12V。AVcc的供電經100和0.1F 電容濾波以減少交流分量對ADC影響。轉換結果（數(shù)字量）對應的輸入電壓（模擬量）間的關系？.193. AD轉換結果的顯示PB口8根線作動態(tài)掃描數(shù)碼管字線，PD口低5位作動態(tài)掃描數(shù)碼管位線，數(shù)碼管用共陰極。五位數(shù)碼管最左邊顯示測量的路號，右邊4位顯示A/D轉換的數(shù)字量。每隔1秒鐘輪換顯示一次。當ADC采用單次轉換模式時程序如下，每秒鐘換路一次（讀完ADC結果，改變多路開關）。.204. 編程思路表格的定義初始化堆棧及并口。通道7的處理設定通道號啟動轉換延時等待轉換結束讀取轉換結果二轉十動態(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ADC，單次模式out adcsr,r18 ;64分頻做A/D時鐘rcall t1ms ;延時1毫秒in r16,adcl ;讀A/D結果放入R17：R16中in r17,adch rcall b16td5 ;調用二轉十子程見5.3.1 ldi r22,7 ;萬位顯示路號7 mov r21,r19 ;四位ADC結果送顯示緩沖區(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 ;調動態(tài)掃描子程序見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ADC，單次模式out adcsr,r18 ;64分頻做A/D時鐘rcall t1ms ;延時1毫秒in r16,adcl ;讀A/D結果放入R17：R16中in r17,adch rcall b16td5 ;調用二轉十子程 ldi r22,6 ;萬位顯示路號6 mov r21,r19 ;四位A

12、DC結果送顯示緩沖區(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 ;調動態(tài)掃描子程序見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 模擬比較器對正極PB2引腳（AIN0）和負極PB3引腳（AIN1）之上的輸入值進行比較。當PB2上的電壓高于PB3的電壓時模擬比較器輸出ACO被置位。比較器的輸出可用來為觸發(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/計數(shù)器1的輸入捕獲功能。 .26二、 模擬比較器方框圖

13、 .27三、相關的I/O寄存器-1個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 當該位設為1時，模擬比較器的電源關閉?？梢栽谌魏螘r候對其置位，以便關閉模擬比較器。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，模擬比較器中斷必須通過清空ACSR中的ACIE位來禁止；否則，在該位改變時，會產生中斷 。 位5ACO：模擬比較器輸出 。.28三、相關的I/O寄存器-1個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：模擬比較器中斷標志位 當比較器輸出觸發(fā)中斷時ACI將置位。 位3ACIE：模擬比較器中斷使能 當ACIE位設為1，且狀態(tài)寄存器中的I位被設為1時，模擬比較器中斷被觸發(fā)。當被清為0時，中斷被禁止。 .29三、相關的I/O寄存器-1個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 設置為1時，模擬比