Работа №7 цифровые системы на базе микроконтроллера atmega103: обслуживание ацп и аналогового компаратора

Цель работы: изучение функционирования встроенного АЦП микроконтроллера ATmega103, получение практических навыков программирования микроконтроллера для обработки аналоговых сигналов.

Введение

Микроконтроллер ATmega103 имеет встроенные аналоговый компаратор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

Аналоговый компаратор

Аналоговый компаратор сравнивает уровни на положительном выводе РЕ2 (АС+) и отрицательном выводе РЕ3(АС-). При напряжении на положительном выводе РЕ2 (АС+) больше, чем напряжение на отрицательном выводе РЕ3 (АС-), выход аналогового компаратора АСО устанавливается в состояние 1. Выход компаратора может быть использован для управления входом захвата Таймера/счетчика 1. Кроме того, компаратор может формировать свой запрос прерывания. Пользователь может задать условием формирования запроса на прерывание наличие на выходе компаратора нарастающего или спадающего фронта, а также переключения.

 

Рисунок 7.1 – Регистр  состояния и управления аналогового компаратора – ACSR

 

Bit 7 - ACD: Запрет аналогового компаратора. При установленном бите ACD аналоговый компаратор запрещен. Для выключения аналогового компаратора установку данного бита можно производить в любое время. Отключение аналогового компаратора позволяет снизить потребление в активном и Idle режимах. При изменении состояния бита ACD необходимо запрещать прерывание по аналоговому компаратору очисткой бита ACIE в регистре ACSR. В противном случае при изменении состояния бита ACD может произойти прерывание.

Bit 6 - Res: Зарезервированный бит.

Bit 5 - АСО: Выход аналогового компаратора. Бит АСО связан непосредственно с выходом компаратора.

Bit 4 - ACI: Флаг прерывания по аналоговому компаратору. Данный бит устанавливается в случае формирования компаратором прерывания, определяемого ACIS1 и ACIS0. Подпрограмма обработки прерывания по аналоговому компаратору будет выполняться при установленном бите ACIE и установленном бите глобального прерывания в регистре SREG. Бит ACI очищается аппаратно при переходе по соответствующему вектору прерывания. Бит ACI можно очистить также записью во флаг логической 1.

Отметим однако, что при модификации других битов регистра ACSR командами SBI или CBI бит ACI будет очищен, если он был установлен перед этими операциями.

Bit 3 - ACIE: Разрешение прерывания по аналоговому компаратору. При установленном бите ACIE и установленном бите глобального прерывания в регистре SREG разрешается прерывание по аналоговому компаратору. При сброшенном бите ACIE прерывание запрещено.

Bit 2 - ACIC: Разрешение входа захвата от аналогового компаратора. Установленный бит ACIC разрешается срабатывание функции захвата входа Таймера/счетчика 1 по переключению аналогового компаратора. В этом случае выход аналогового компаратора подсоединяется непосредственно ко входной цепи логики захвата, что обеспечивает подавление шума и выбор вида срабатывания прерывания. При очищенном бите ACIC соединения нет. Для запуска прерывания по захвату входа Таймера/счетчика 1 бит TICIE1 в регистре TIMSK должен быть установлен.

Bit 1,0 - ACIS 1, AC 1 S 0: Выбор режима прерывания no аналоговому компаратору. Эти биты определяют характер события компаратора, при котором запускается прерывание по аналоговому компаратору. Варианты установок показаны в Таблице 7.1.

 

Таблица 7.1 – Установки  битов ACIS1/ACIS0

AC1S1	ACIS0	Режим прерывания
0	0	Прерывание по переключению выхода компаратора
0	1	Зарезервировано
1	0	Прерывание по падающему фронту на выходе компаратора
1	1	Прерывание по нарастающему фронту на выходе компаратора

 

Примечание: При изменении состояния битов ACIS1/ACIS0 прерывание по аналоговому компаратору должно быть запрещено очисткой бита разрешения прерывания в регистре ACSR. В противном случае при изменении состояния битов может произойти прерывание.