AVR开发 Arduino方法 模数转换子系统

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了AVR开发 Arduino方法 模数转换子系统相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

  模数转换子系统用于将传感器采集的模拟信号转换为数字信号。Arduino UNO R3主处理器ATMega328P的模数转换子系统采用逐次逼近的方式完成模数转换。

  使用Arduino库函数进行模数转换十分简单,下面的示例可以将A0引脚上的模拟信号转换为数字信号,并将转换结果打印到串口0上:

 

 1 // ReadAnalogVoltage.ino
 2 void setup() {
 3   Serial.begin(9600);
 4 }
 5 
 6 void loop() {
 7   int sensorValue = analogRead(A0);
 8   float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);
 9   Serial.println(voltage);
10 }

 

  与模数转换相关的Arduino库函数有:

 

  analogRead(pin):将指定引脚上的模拟信号转换为数字信号

  pin:指定模拟引脚

  函数返回转换结果,是一个无符号整数,取值为0~1023

 

  ATMega328P的模数转换子系统由2个相关寄存器控制。模数转换多路选择寄存器ADMUX的结构如下图所示:

REFS1

REFS0

ADLAR

 

MUX3

MUX2

MUX1

MUX0

输入通道选择MUX[3:0]位用于指定模拟信号输入的引脚,Arduino UNO R3开发板上有6个模拟信号输入引脚,它们分别是A0A5,在ANALOG IN组中。

  模数转换控制和状态寄存器ADCSRA的结构如下图所示:

ADEN

ADSC

ADATE

ADIF

ADIE

ADPS2

ADPS1

ADPS0

向模数转换使能位ADEN写入1则启用模数转换,写入0则禁用;向模数转换启动转换位ADSC写入1则启动模数转换,写入0则不启动;模数转换中断标志位ADIF在被置1时模数转换完成,可以向它写10;模数转换预分频选择位ADPS[2:0]用于设置模数转换的时钟源,它的设置如下表所示:

ADPS[2:0]

时钟源

000

系统时钟2分频

001

系统时钟2分频

010

系统时钟4分频

011

系统时钟8分频

100

系统时钟16分频

101

系统时钟32分频

110

系统时钟64分频

111

系统时钟128分频

  模数转换的结果保存在模数转换数据寄存器ADCHADCL中。通过直接访问寄存器改写以上程序为:

 1 // ReadAnalogVoltage_reg.ino
 2 void setup() {
 3   ADMUX = 0x00;
 4   ADCSRA |= (1 << ADEN);
 5 
 6   Serial.begin(9600);
 7 }
 8 
 9 void loop() {
10   ADCSRA |= (1 << ADSC);
11   while (!(ADCSRA & (1 << ADIF)));
12 
13   int sensorValue = (ADCH << 8) | ADCL;
14   float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);
15   Serial.println(voltage);
16   ADCSRA |= (1 << ADIF);
17 }

 

 

以上是关于AVR开发 Arduino方法 模数转换子系统的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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