1、第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法第第6章章 ATmega單片機的單片機的 模擬接口及使用方模擬接口及使用方法法模擬比較器模擬比較器A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器PWM發(fā)生器發(fā)生器數(shù)字濾波方法數(shù)字濾波方法第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 6.1模擬比較器模擬比較器 模擬比較器對正極模擬比較器對正極AIN0 的值與負極的值與負極AIN1 的值進的值進行比較。當(dāng)行比較。當(dāng)AIN0 上的電壓比負極上的電壓比負極AIN1上的電壓上的電壓要高時，模擬比較器的輸出要高時，模擬比較器的輸出ACO 即置位。即置位。 比較器的輸出可用來觸

2、發(fā)定時器比較器的輸出可用來觸發(fā)定時器/ 計數(shù)器計數(shù)器1 的輸入的輸入捕捉功能。捕捉功能。 此外，比較器還可觸發(fā)自己專有的、獨立的中斷。此外，比較器還可觸發(fā)自己專有的、獨立的中斷。用戶可以選擇比較器是以上升沿、下降沿還是交用戶可以選擇比較器是以上升沿、下降沿還是交替變化的邊沿來觸發(fā)中斷。替變化的邊沿來觸發(fā)中斷。中斷向量：中斷向量：ANA_COMP_vect第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法圖圖6.1為比較器及其外圍邏輯電路的框圖。為比較器及其外圍邏輯電路的框圖。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法1、特殊功能、特殊

3、功能IO寄存器寄存器SFIORBit3ACME:Bit3ACME:模擬比較器多路復(fù)用器使能模擬比較器多路復(fù)用器使能當(dāng)此位為邏輯當(dāng)此位為邏輯“1”1”，且，且ADCADC處于關(guān)閉狀態(tài)處于關(guān)閉狀態(tài)(ADCSRA (ADCSRA 寄存器的寄存器的ADENADEN為為“0”)0”)時，時，ADCADC多路復(fù)用器為模擬比多路復(fù)用器為模擬比較器選擇負極輸入。當(dāng)此位為較器選擇負極輸入。當(dāng)此位為“0”0”時，時，AIN1AIN1連接到連接到比較器的負極輸入端。比較器的負極輸入端。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機

4、的模擬接口及使用方法2、模擬比較器控制和狀態(tài)寄存器（、模擬比較器控制和狀態(tài)寄存器（ACSR） Bit7ACD:模擬比較器禁用模擬比較器禁用 Bit6ACBG:選擇模擬比較器的能隙基準源選擇模擬比較器的能隙基準源 Bit5 ACO:模擬比較器輸出模擬比較器輸出 Bit4ACI:模擬比較器中斷標(biāo)志模擬比較器中斷標(biāo)志 Bit 3 ACIE: 模擬比較器中斷使能模擬比較器中斷使能 Bit 2 ACIC: 模擬比較器輸入捕捉使能模擬比較器輸入捕捉使能 Bits 1, 0 ACIS1, ACIS0: 模擬比較器中斷模式選擇模擬比較器中斷模式選擇 第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模

5、擬接口及使用方法需要改變需要改變ACIS1/ACIS0 時，必須清零時，必須清零ACSR 寄存器寄存器的中斷使能位來禁止模擬比較器中斷。否則有可能的中斷使能位來禁止模擬比較器中斷。否則有可能在改變這兩位時產(chǎn)生中斷。在改變這兩位時產(chǎn)生中斷。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法模擬比較器的應(yīng)用舉例模擬比較器的應(yīng)用舉例 如圖所示：外部信號由模擬比較器的AIN0輸入，AIN1接至VCC的分壓，取R1R2，則AIN1的電壓為0.5VCC。 當(dāng)AIN0的電壓大于0.5VCC時，ACSR中的ACO置1；低于時則清0。當(dāng)AIN0的電壓大于0.5VCC時，LED燈亮，反之

6、熄滅。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法include “avr/io.h”int main()unsigned char mid; /定義變量定義變量 DDRD = 0 xff; /設(shè)置設(shè)置PC口為輸出口為輸出 PORTD = 0 xff; /設(shè)置設(shè)置PC口為輸出為高電平（口為輸出為高電平（LED熄滅）熄滅） ACSR = 0 x00; /啟動模擬比較器啟動模擬比較器 while(1) mid = ACSR & 0 x20; /讀出模擬比較器的輸出值讀出模擬比較器的輸出值 if( mid = 0 ) / 輸出輸出1 熄滅熄滅LED PORTD=1;

7、else PORTD=0; / 輸出輸出0 點亮點亮LED 第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 6.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器 6.2.1 主要特點主要特點 ATmega16有一個有一個10位的逐次逼近型位的逐次逼近型ADC。ADC與一個與一個8通道的模擬多路復(fù)用器連接，能對通道的模擬多路復(fù)用器連接，能對來自端口來自端口A的的8路單端輸入電壓進行采樣。路單端輸入電壓進行采樣。 器件還支持器件還支持16 路差分電壓輸入組合。兩路差分輸路差分電壓輸入組合。兩路差分輸入入(ADC1、ADC0 與與ADC3、ADC2)有可編程增益有可編程增益級，在級，在A/D

8、轉(zhuǎn)換前給差分輸入電壓提供轉(zhuǎn)換前給差分輸入電壓提供0dB(1x)、20dB(10 x) 或或46dB(200 x)的放大級。的放大級。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 七路差分模擬輸入通道共享一個通用負端七路差分模擬輸入通道共享一個通用負端(ADC1), 而其他任何而其他任何ADC 輸入可做為正輸入端。如果使用輸入可做為正輸入端。如果使用1x 或或10 x 增益，可得到增益，可得到8 位分辨率。如果使用位分辨率。如果使用200 x 增益，可得到增益，可得到7 位分辨率。位分辨率。 ADC 包括一個采樣保持電路，以確保在轉(zhuǎn)換過程包括一個采樣保持電路，以確

9、保在轉(zhuǎn)換過程中輸入到中輸入到ADC 的電壓保持恒定。的電壓保持恒定。ADC 由由AVCC 引腳單獨提供電源。引腳單獨提供電源。AVCC 與與VCC 之間的偏差不能超過之間的偏差不能超過 0.3V。 標(biāo)稱值為標(biāo)稱值為2.56V 的基準電壓，以及的基準電壓，以及AVCC，都位于，都位于器件之內(nèi)。基準電壓可以通過在器件之內(nèi)。基準電壓可以通過在AREF引腳上加一引腳上加一個電容進行解耦，以更好地抑制噪聲。個電容進行解耦，以更好地抑制噪聲。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法圖圖6.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器方框圖模數(shù)轉(zhuǎn)換器方框圖第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用

10、方法單片機的模擬接口及使用方法 6.2.2 ADC的工作原理的工作原理 ADC 通過逐次逼近的方法將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換通過逐次逼近的方法將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成一個成一個10 位的數(shù)字量。位的數(shù)字量。最小值代表最小值代表GND，最大值代表，最大值代表AREF引腳上的電引腳上的電壓再減去壓再減去1 LSB。通過寫通過寫ADMUX寄存器的寄存器的REFSn位可以把位可以把AVCC 或內(nèi)部或內(nèi)部2.56V 的參考電壓連接到的參考電壓連接到AREF 引腳。引腳。在在AREF 上外加電容可以對片內(nèi)參考電壓進行解上外加電容可以對片內(nèi)參考電壓進行解耦以提高噪聲抑制性能。耦以提高噪聲抑制性能。第第6章章 ATm

11、ega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 6.2.3 啟動啟動ADC轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 向向ADC 啟動轉(zhuǎn)換位啟動轉(zhuǎn)換位ADSC 位寫位寫“1”可以啟動單次可以啟動單次轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換過程中此位保持為高，直到轉(zhuǎn)換結(jié)束，然在轉(zhuǎn)換過程中此位保持為高，直到轉(zhuǎn)換結(jié)束，然后被硬件清零。如果在轉(zhuǎn)換過程中選擇了另一個后被硬件清零。如果在轉(zhuǎn)換過程中選擇了另一個通道，那么通道，那么ADC 會在改變通道前完成這一次轉(zhuǎn)換。會在改變通道前完成這一次轉(zhuǎn)換。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法圖6.3 ADC 自動觸發(fā)邏輯第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法

12、單片機的模擬接口及使用方法 使用使用ADC 中斷標(biāo)志作為觸發(fā)源，可以在正在進行中斷標(biāo)志作為觸發(fā)源，可以在正在進行的轉(zhuǎn)換結(jié)束后即開始下一次的轉(zhuǎn)換結(jié)束后即開始下一次ADC 轉(zhuǎn)換。之后轉(zhuǎn)換。之后ADC 便工作在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，持續(xù)地進行采樣并便工作在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，持續(xù)地進行采樣并對對ADC 數(shù)據(jù)寄存器進行更新。第一次轉(zhuǎn)換通過向數(shù)據(jù)寄存器進行更新。第一次轉(zhuǎn)換通過向ADCSRA 寄存器的寄存器的ADSC 寫寫1 來啟動。來啟動。 如果使能了自動觸發(fā)，置位如果使能了自動觸發(fā)，置位ADCSRA 寄存器的寄存器的ADSC 將啟動單次轉(zhuǎn)換。將啟動單次轉(zhuǎn)換。ADSC 標(biāo)志還可用來檢標(biāo)志還可用來檢測轉(zhuǎn)換是否在進行之中

13、。不論轉(zhuǎn)換是如何啟動的，測轉(zhuǎn)換是否在進行之中。不論轉(zhuǎn)換是如何啟動的，在轉(zhuǎn)換進行過程中在轉(zhuǎn)換進行過程中ADSC 一直為一直為1。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 6.2.4 預(yù)分頻及預(yù)分頻及ADC 轉(zhuǎn)換時序轉(zhuǎn)換時序圖6.4 ADC 預(yù)分頻器第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法圖6.5 ADC 時序圖， 第一次轉(zhuǎn)換( 單次轉(zhuǎn)換模式)第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法圖6.6 ADC 時序圖，單次轉(zhuǎn)換第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法

14、圖6.7 ADC 時序圖，自動觸發(fā)的轉(zhuǎn)換第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法圖6.8 ADC 時序圖，連續(xù)轉(zhuǎn)換第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法表6.3 ADC轉(zhuǎn)換時間13.5第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 6.2.7 ADC 輸入通道輸入通道 選擇模擬通道時請注意以下幾個方面：選擇模擬通道時請注意以下幾個方面： 單次轉(zhuǎn)換模式，總是在啟動轉(zhuǎn)換之前選定通道。在單次轉(zhuǎn)換模式，總是在啟動轉(zhuǎn)換之前選定通道。在ADSC 置位后的一個置位后的一個ADC 時鐘周期就可以選擇新的模擬

15、輸入通時鐘周期就可以選擇新的模擬輸入通道了。但是最簡單的辦法是等待轉(zhuǎn)換結(jié)束后再改變通道。道了。但是最簡單的辦法是等待轉(zhuǎn)換結(jié)束后再改變通道。 在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下，切換通道的方法同單次模式，若轉(zhuǎn)換在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下，切換通道的方法同單次模式，若轉(zhuǎn)換結(jié)束后再改變通道，此時新一次轉(zhuǎn)換已經(jīng)自動開始了，下結(jié)束后再改變通道，此時新一次轉(zhuǎn)換已經(jīng)自動開始了，下一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果反映的是以前選定的模擬輸入通道。以后一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果反映的是以前選定的模擬輸入通道。以后的轉(zhuǎn)換才是針對新通道的。的轉(zhuǎn)換才是針對新通道的。 若切換到差分增益通道，由于自動偏移抵消電路需要沉積若切換到差分增益通道，由于自動偏移抵消電路需要沉積時間，第一

16、次轉(zhuǎn)換結(jié)果準確率很低，最好舍棄。時間，第一次轉(zhuǎn)換結(jié)果準確率很低，最好舍棄。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 6.2.8 ADC 基準電壓源基準電壓源 ADC參考電壓源參考電壓源(VREF)反映了反映了ADC的轉(zhuǎn)換范圍。的轉(zhuǎn)換范圍。若單端通道電平超過了若單端通道電平超過了VREF，其結(jié)果將接近，其結(jié)果將接近0 x3FF。VREF 可以是可以是AVCC、內(nèi)部、內(nèi)部2.56V 基準或基準或外接于外接于AREF 引腳的電壓。引腳的電壓。 AVCC通過一個無源開關(guān)與通過一個無源開關(guān)與ADC相連。相連。片內(nèi)片內(nèi)2.56V參考電壓由能隙基準源參考電壓由能隙基準源(

17、VBG)通過內(nèi)部通過內(nèi)部放大器產(chǎn)生。放大器產(chǎn)生。AREF 直接與直接與ADC 相連，通過在相連，通過在AREF 與地之間與地之間外加電容可以提高參考電壓的抗噪性。外加電容可以提高參考電壓的抗噪性。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 6.2.9 ADC 噪聲抑制器噪聲抑制器 ADC的噪聲抑制器使其可以在睡眠模式下進行轉(zhuǎn)的噪聲抑制器使其可以在睡眠模式下進行轉(zhuǎn)換，從而降低由于換，從而降低由于CPU及外圍及外圍I/O設(shè)備噪聲引入的設(shè)備噪聲引入的影響。噪聲抑制器可在影響。噪聲抑制器可在ADC 降噪模式及空閑模式降噪模式及空閑模式下使用。為了使用這一特性，應(yīng)采用如

18、下步驟：下使用。為了使用這一特性，應(yīng)采用如下步驟： 1. 確定確定ADC 已經(jīng)使能，且沒有處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)。工已經(jīng)使能，且沒有處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)。工作模式應(yīng)該為單次轉(zhuǎn)換，并且作模式應(yīng)該為單次轉(zhuǎn)換，并且ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷使能。使能。 2. 進入進入ADC 降噪模式降噪模式( 或空閑模式或空閑模式)。一旦。一旦CPU 被掛起，被掛起， ADC 便開始轉(zhuǎn)換。便開始轉(zhuǎn)換。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 3. 如果在如果在ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束之前沒有其他中斷產(chǎn)生，轉(zhuǎn)換結(jié)束之前沒有其他中斷產(chǎn)生，那么那么ADC中斷將喚醒中斷將喚醒CPU并執(zhí)行并執(zhí)行ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束

19、轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷服務(wù)程序。如果在中斷服務(wù)程序。如果在ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束之前有其他轉(zhuǎn)換結(jié)束之前有其他的中斷源喚醒了的中斷源喚醒了CPU，對應(yīng)的中斷服務(wù)程序得到，對應(yīng)的中斷服務(wù)程序得到執(zhí)行。執(zhí)行。ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束后產(chǎn)生轉(zhuǎn)換結(jié)束后產(chǎn)生ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷請求。請求。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 6.2.10 模擬輸入電路模擬輸入電路 單端通道的模擬輸入電路見圖單端通道的模擬輸入電路見圖6.9 。不論是否用作。不論是否用作ADC 的輸入通道，輸入到的輸入通道，輸入到ADCn的模擬信號都受的模擬信號都受到引腳電容及輸入泄露的影響。用作到引腳電容及輸入

20、泄露的影響。用作ADC 的輸入的輸入通道時，模擬信號源必須通過一個串聯(lián)電阻通道時，模擬信號源必須通過一個串聯(lián)電阻( 輸輸入通道的組合電阻入通道的組合電阻) 驅(qū)動采樣驅(qū)動采樣/保持保持(S/H) 電容。電容。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法圖6.9 模擬輸入電路第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 6.2.11 ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果 轉(zhuǎn)換結(jié)束后轉(zhuǎn)換結(jié)束后(ADIF 為高為高)，轉(zhuǎn)換結(jié)果被存入，轉(zhuǎn)換結(jié)果被存入ADC 結(jié)結(jié)果寄存器果寄存器(ADCL, ADCH)。單次轉(zhuǎn)換的結(jié)果如下：。單次轉(zhuǎn)換的結(jié)果如下：1024

21、INR E FVA D CV式中，式中，VIN 為被選中引腳的輸入電壓，為被選中引腳的輸入電壓，VREF 為參為參考電壓，考電壓，0 x000 代表模擬地電平，代表模擬地電平， 0 x3FF 代表所選代表所選參考電壓的數(shù)值減去參考電壓的數(shù)值減去1LSB。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 如果使用差分通道，結(jié)果是：如果使用差分通道，結(jié)果是：()512POSNEGREFVVGAINADCV式中，式中，VPOS 為輸入引腳正電壓，為輸入引腳正電壓，VNEG 為輸入引腳為輸入引腳負電壓，負電壓，GAIN 為選定的增益因子，且為選定的增益因子，且VREF 為參

22、考為參考電壓。結(jié)果用電壓。結(jié)果用2 的補碼形式表示，從的補碼形式表示，從0 x200(-512d)到到0 x1FF(+511d)。如果用戶希望對結(jié)果執(zhí)行快速極性檢。如果用戶希望對結(jié)果執(zhí)行快速極性檢測，判斷測，判斷MSB( ADCH 中中ADC9 )，如該位為，如該位為1，結(jié)果，結(jié)果為負；該位為為負；該位為0，結(jié)果為正。，結(jié)果為正。 第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 1、 ADC多工選擇寄存器（多工選擇寄存器（ADMUX） Bit 7:6 REFS1:0: 參考電壓選擇參考電壓選擇ADC參考電壓選擇參考電壓選擇 Bit5ADLAR:ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果左對齊

23、轉(zhuǎn)換結(jié)果左對齊Bits 4:0 MUX4:0: 模擬通道與增益選擇位模擬通道與增益選擇位 第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 2、 ADC控制和狀態(tài)寄存器控制和狀態(tài)寄存器A（ADCSRA） Bit7ADEN:ADC使能使能 Bit 6 ADSC: ADC 開始轉(zhuǎn)換開始轉(zhuǎn)換 Bit 5 ADATE: ADC 自動觸發(fā)使能自動觸發(fā)使能 Bit 4 ADIF: ADC 中斷標(biāo)志中斷標(biāo)志 Bit 3 ADIE: ADC 中斷使能中斷使能 Bits 2:0 ADPS2:0: ADC 預(yù)分

24、頻器選擇位預(yù)分頻器選擇位第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 3、ADC數(shù)據(jù)寄存器（數(shù)據(jù)寄存器（ADCL及及ADCH）ADLAR = 0 ADLAR = 1第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，轉(zhuǎn)換結(jié)果存于這兩個寄存器之轉(zhuǎn)換結(jié)束后，轉(zhuǎn)換結(jié)果存于這兩個寄存器之中。如果采用差分通道，結(jié)果由中。如果采用差分通道，結(jié)果由2 的補碼形式表的補碼形式表示。示。 讀取讀取ADCL 之后，之后，ADC 數(shù)據(jù)寄存器一直要等到數(shù)據(jù)寄存器一直要等到ADCH 也被讀出才可以進行數(shù)據(jù)更新。因此，如也被讀出才可以進行數(shù)據(jù)更

25、新。因此，如果轉(zhuǎn)換結(jié)果為左對齊，且要求的精度不高于果轉(zhuǎn)換結(jié)果為左對齊，且要求的精度不高于8 比比特，那么僅需讀取特，那么僅需讀取ADCH 就足夠了。否則必須先就足夠了。否則必須先讀出讀出ADCL 再讀再讀ADCH。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 4、 特殊功能特殊功能IO 寄存器（寄存器（SFIOR） Bit 7:5 ADTS2:0: ADC 自動觸發(fā)源自動觸發(fā)源 若若ADCSRA寄存器的寄存器的ADATE置位，置位，ADTS的值將確定觸發(fā)的值將確定觸發(fā)ADC 轉(zhuǎn)換的觸發(fā)源；否則，轉(zhuǎn)換的觸發(fā)源；否則，ADTS的設(shè)置沒有意義。被選中的設(shè)置沒有意義。被

26、選中的中斷標(biāo)志在其上升沿觸發(fā)的中斷標(biāo)志在其上升沿觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 Bit 4Res:保留位。這一位保留。為了與以后的器件相兼容，保留位。這一位保留。為了與以后的器件相兼容，在寫在寫SFIOR 時這一位應(yīng)寫時這一位應(yīng)寫0。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法實例：測量和顯示PA0引腳的電壓。 輸入電壓采用電位器5V的分壓，電壓變化范圍為05V之間，大小可以調(diào)節(jié)。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 #include avr/io.h #include util/delay.h #include math.h #

27、include max7219.c float lvboxishu,bilixishu; long int dianya; long int zhuanhuan(char tongdao) / AD轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù) ADCSRA =0 x86; / 設(shè)置設(shè)置AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 ADMUX = 0 x40+ tongdao; / 設(shè)置轉(zhuǎn)換通道設(shè)置轉(zhuǎn)換通道 ADCSRA =ADCSRA | (1ADSC); / 啟動轉(zhuǎn)換啟動轉(zhuǎn)換 while(! (ADCSRA&(1ADIF); / 判斷轉(zhuǎn)換是否結(jié)束判斷轉(zhuǎn)換是否結(jié)束 return ADCW; / 取取AD轉(zhuǎn)換的值轉(zhuǎn)換的值 第第6章章 ATmega單片機的

28、模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 int main() long int x; char k,i; spi_7219c(); /初始化顯示初始化顯示 dianya = 0; / 電壓初值電壓初值 i=8; /采集次數(shù)采集次數(shù) while(1) x=0; for(k=0;ki;k+) x=x+zhuanhuan(0); / 采集采集8次和求次和求和和 x/=i; / 求平均值求平均值 dianya=x*5000/1024; xunce_7219(0,dianya,4); / 顯示電壓值顯示電壓值 _delay_ms(1000); / 延時延時1S 第第6章章 ATmega單片機的模擬

29、接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 6.4 數(shù)字濾波方法數(shù)字濾波方法 單片機系統(tǒng)面對的現(xiàn)場往往比較惡劣，因此所采單片機系統(tǒng)面對的現(xiàn)場往往比較惡劣，因此所采集信號中總會混雜有各類干擾。除了采用硬件進集信號中總會混雜有各類干擾。除了采用硬件進行濾波（如阻容濾波）外，對輸入計算機的信號行濾波（如阻容濾波）外，對輸入計算機的信號進行數(shù)字濾波也是十分必要的。進行數(shù)字濾波也是十分必要的。所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計算程序，對采所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計算程序，對采集的數(shù)據(jù)進行處理，以提高有用信號在采集值中集的數(shù)據(jù)進行處理，以提高有用信號在采集值中的比例，減少各種干擾和噪聲。的比例，減少各種干擾

30、和噪聲。第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 與阻容濾波相比，數(shù)字濾波具有如下一些優(yōu)點：與阻容濾波相比，數(shù)字濾波具有如下一些優(yōu)點：1、可以根據(jù)干擾的類型，設(shè)計出相應(yīng)類型的數(shù)字濾、可以根據(jù)干擾的類型，設(shè)計出相應(yīng)類型的數(shù)字濾波器。波器。2、濾波范圍寬，特別是對于低頻信號（如、濾波范圍寬，特別是對于低頻信號（如0.001Hz及以下）更為有效，而模擬濾波器由于電容容及以下）更為有效，而模擬濾波器由于電容容量的限制，頻率不能太低。量的限制，頻率不能太低。3、可靠性高。、可靠性高。4、數(shù)字濾波程序可以多路共享。、數(shù)字濾波程序可以多路共享。第第6章章 ATmega單片

31、機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 下面介紹幾種常用的數(shù)字濾波方法。下面介紹幾種常用的數(shù)字濾波方法。1算術(shù)平均值濾波算術(shù)平均值濾波 設(shè)測量值為，則每采集了設(shè)測量值為，則每采集了N個數(shù)據(jù)后，進行一次算個數(shù)據(jù)后，進行一次算術(shù)平均。術(shù)平均。 從上面可以看出，每計算一次控制器輸出值，就從上面可以看出，每計算一次控制器輸出值，就必須采樣必須采樣N次。因此，次。因此，N的取值不能太大。算術(shù)平的取值不能太大。算術(shù)平均值法主要對壓力，流量等含有周期性脈動的信均值法主要對壓力，流量等含有周期性脈動的信號有效。而對突發(fā)性的脈沖干擾，這種濾波方法號有效。而對突發(fā)性的脈沖干擾，這種濾波方法的效果則不理想

32、。的效果則不理想。11()()NiCnciN第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 2中值濾波中值濾波 所謂中值濾波法是連續(xù)采樣所謂中值濾波法是連續(xù)采樣n次，首先要做的工次，首先要做的工作是先采集作是先采集n個參數(shù)并按大小排序，即有個參數(shù)并按大小排序，即有，或者從大到小排序。或者從大到小排序。 如果當(dāng)如果當(dāng)N為偶數(shù)時，為偶數(shù)時， 如果當(dāng)如果當(dāng)N為奇數(shù)時，為奇數(shù)時， 2121( )()2nnC nxx12()nCnx第第6章章 ATmega單片機的模擬接口及使用方法單片機的模擬接口及使用方法 中值濾波既可以去掉由于偶然因數(shù)引起的干擾，中值濾波既可以去掉由于偶然因數(shù)引起的干擾，同時對與脈動干擾也比較有效。但是這種方法由同時對與脈動干擾也比較有效。但是這種方法由于計算量比較大，對于一些需要快速采樣的參數(shù)于計算量比較大，對于一些需要快速采樣的參數(shù)