LR_2v9 — копия. Изучение ацп рис Результат выполнения после изменения битов adc

• Название: Изучение ацп рис Результат выполнения после изменения битов adc
• Дата: 29.12.2022
• Размер: 0.55 Mb.
• Имя файла: LR_2v9 — копия.docx
• Тип: Документы; #868552

Задание 1. Изучение АЦП

Рис 1. Результат выполнения после изменения битов ADC.


Рис 2. Окно дизассемблера.
Как видно из рис 2. Макрос ENABLE(ADCSRA, ADSC) установил бит 6 в I/O регистр.

Установить дифференциальный вход.
Для установки дифференциального входа нужно поменять с 4:0 бит ADMUX

регистра. В зависимости какие входа и какой коэффициент усиления нужен.


Рис 3. Настройка дифференциального входа.
На рис 3. показано что в регистре ADMUX был установлен 3 бит, из этого следует что выбран входной канал ADC0, дифференцирован он сам на себя и установлен коэффициент усиления 10х.

Задание 2. Изучение UART

Рис. 4. Вывод данных в параллельный порт.

Рис.5 отправка измененных данных АЦП в порт UART
Для передачи данных между регистрами используются команды ассемблера IN и OUT.


Рис 6. Результат выполнения команды UCSRC=BIT(URSEL)|0x06

При выполнении данной команды (рис.6) выполняются 2 команды LDI и OUT. Команда LDI эта команда загружает непосредственное значение в старший регистр hreg.

OUT эта команда пересылает содержимое регистра общего назначения в регистр ввода-вывода.

Задания:
− Изменить в своем проекте скорость передачи данных по UART
в 2 раза быстрее.

-Дополнительно сделать усреднение результата оцифровки (среднее арифметическое) по четырем измерениям. Передавать усредненные
данные после четырех измерений.


Рис7.


Рис.8
− Дополнительно добавить индикацию светодиодом по окончании
оцифровки. Светодиод должен гореть, пока АЦП остановлено.


Рис 10.
− Дополнительно сделать старт АЦП-преобразования и передачу
данных после нажатия кнопки.



Рис.10
Листинг программы.
#include

#include
#define BIT(n) (1<<(n))

#define ENABLE(x,n) ((x) |= BIT(n))

#define CHECKBIT(x,n) ((x) & BIT(n))

#define AVERAGE_DEPTH 4

char ADCdata;
void port_init(void)

{

PORTA = 0x00;

DDRA = 0x00;

PORTB = 0x00;

DDRB = 0x00;

PORTC = 0x00;

DDRC = 0x00;

PORTD = 0x00;

DDRD = 0x00;

}
void adc_init(void)

{

ADCSRA = 0x00;

ADMUX = 0x00|(1<
ACSR = 0x80;

ADCSRA = 0xCD;

}

unsigned int adc_value;

char high_adc=0, low_adc=0;

 

        // глубина буфера усреднения. чем больше, тем сильнее фильтрация и медленнее работа

        // очень хорошо, если число кратно степени двойки (т.е. 4, 8, 16, 32, 64 и т.д.)

        

        // функция получает результат очередного замера и возвращает отфильтрованное значение

        uint16_t get_average(uint16_t val){

          static uint16_t buf[AVERAGE_DEPTH];

          static uint8_t cur;

          uint16_t sum = 0;

 

          buf[cur++] = val;

          if(cur >= AVERAGE_DEPTH) cur = 0;

 

          for(uint8_t i=0; i < AVERAGE_DEPTH; i++) sum += buf[i];

 

          return sum / AVERAGE_DEPTH;

        }

 

ISR(ADC_vect)

        {

        while( !CHECKBIT(UCSRA,UDRE) ); // ждем, пока освободится буфер

            low_adc = ADCL;

            high_adc = ADCH; //Верхняя часть регистра ADC должна быть считана последней иначе не продолжится преобразование

            adc_value = (high_adc * 256 + low_adc)/400; //значение Напряжения в миливольтах АЦП

   

            UDR = get_average(adc_value);// отсылаем данные в UART

        //UDR = ADCH; // отсылаем данные

           ENABLE(ADCSRA, ADSC); // запускаем новое преобразование

        }

void usart_init (unsigned baudrate)

{

UCSRB = 0x00;

UCSRA = 0x00;

UCSRC = BIT(URSEL)|0x06;

UBRRL = baudrate;

UCSRB = 0x08;

}

void init_devices(void)

{

cli();

port_init();

adc_init();

usart_init(25);

MCUCR = 0x00;

GICR = 0x00;

TIMSK = 0x00;

sei();

}
int main(void)

{

init_devices();

while(1)

{

if  ((ADCSRA & 0x10)==0);

                    {

/*

Дополнительно добавить индикацию светодиодом по окончании оцифровки. Светодиод должен гореть, пока АЦП остановлено     

*/

DDRC=0xff;

PORTC = 0xff;

                    }

asm("cli");

/*АЦП по нажатию на кнопку */

if(PINB & (1<


{

asm("sei");

low_adc = ADCL;

high_adc = ADCH; //Верхняя часть регистра ADC должна быть считана последней иначе не продолжится преобразование

adc_value = (high_adc * 256 + low_adc)/400; //значение Напряжения в миливольтах АЦП

UDR = get_average(adc_value);// отсылаем данные в UART

//UDR = ADCH; // отсылаем данные

ENABLE(ADCSRA, ADSC); // запускаем новое преобразование

}

}

}
Контрольные теоретические вопросы
1.Какой метод аналого-цифрового преобразования сигнала применяется в микроконтроллерах AVR? Назовите другие типы АЦП.
Ответ: АЦП параллельного преобразования (прямого преобразования, flash ADC)

АЦП последовательного приближения (SAR ADC)

дельта-сигма АЦП (АЦП с балансировкой заряда)

2.Укажите диапазон тактовой частоты, рекомендуемый для работы АЦП ATmega16.
Ответ: 16 МГц


3.Назовите возможные режимы работы АЦП.
Ответ: АЦП может работать в двух режимах: нормальном и «спящем». В нормальном режиме после выполнения преобразования АЦП продолжает тактироваться от собственного тактового генератора, в то время как при работе в «спящем» режиме тактовый генератор останавливается после каждого одиночного преобразования или последовательности из нескольких преобразований по заданным каналам мультиплексора.


4.Какими ассемблерными вставками можно разрешать и запрещать глобально прерывания в программе для AVR на языке Си?
Ответ: #asm("sei") – разрешить прерывания

#asm("cli") – запретить прерывания
5.Прокомментировать результат выполнения команды
ADCSRA|=0x40;
Ответ: результат поразрядного ИЛИ с маской 01000000 поместить обратно в регистр АDCSRA, т.е. установить бит 6. (новое АЦП)