Аналого-цифровой преобразователь

В процессе работы АЦП может функционировать в двух режимах:

• режим одиночного преобразования – запуск каждого преобразования инициируется пользователем;

• режим непрерывного преобразования – запуск преобразований выполняется непрерывно через определенные интервалы времени.

Управление модулем АЦП и контроль его состояния осуществляется с помощью регистра ADCSR (табл. 4.19).

Таблица 4.19 – Разряды регистра ADCSR

Разряд	Название	Описание
7	ADEN	Разрешение АЦП (1 – включен)
6	ADSC	Запуск преобразования (1 – начать преобразование)
5	ADFR	Выбор режима работы АЦП (0 – одиночное преобразование)
4	ADIF	Флаг прерывания от АЦП
3	ADIE	Разрешение прерывания от АЦП
2…0	ADPS2:ADPS0	Выбор частоты преобразования

Таблица 4.20 – Задание коэффициента деления предделителя АЦП

ADRS2	ADRS1	ADRS0	Коэффициент деления
0	0	0	1
0	0	1	2
0	1	0	4
0	1	1	8
1	0	0	16
1	0	1	32
1	1	0	64
1	1	1	128

Наибольшая точность преобразования достигается при тактовой частоте модуля АЦП в диапазоне 50…200 кГц. Для этого тактовая частота микроконтроллера поступает на АЦП через предделитель с программируемым коэффициентом деления. Для повышения точности преобразования (чтобы свести к минимуму помехи, наводимые ядром процессора) в микроконтроллере предусмотрен специальный спящий режим – ADC Noise Reduction. В этом режиме из всех периферийных устройств функционируют только АЦП и сторожевой таймер. Сразу же после остановки процессора начнется цикл преобразования. По завершении преобразования будет сгенерировано прерывание от АЦП, которое переведет микроконтроллер в рабочий режим и начнется выполнение подпрограммы обработки этого прерывания.

Поскольку АЦП 10-разрядный, результат преобразования размещен в двух регистрах, доступных только для чтения: ADCH и ADCL. Сначала необходимо прочитать ADCL, а затем ADCH. Если достаточно точности восьми разрядов, для получения результата достаточно прочитать содержимое регистра ADCH.

Номер активного канала (аналоговый вход, подключаемый ко входу АЦП) и источника опорного напряжения задается регистром ADMUX (табл. 4.21–4.23). Разряд ADLAR служит для управления выравниванием результата преобразования. Если этот разряд установлен в 1, результат преобразования выравнивается по левой границе 16-разрядного слова, если сброшен в 0 – по правой границе.

Таблица 4.21 – Разряды регистра ADMUX

Разряд	Название	Описание
7,6	REFS1:REFS0	Выбор источника опорного напряжения
5	ADLAR	Выравнивание результата преобразования
4,3	–	Зарезервировано
2…0	MUX2:MUX0	Выбор входного канала

Таблица 4.22 – Выбор источника опорного напряжения

REFS1	REFS0	Источник опорного напряжения
0	0	Напряжение питания микроконтролера
0	1	Внешний ИОН, подключенный к выводу РВ0, внутренний ИОН отключен
1	0	Внутренний ИОН напряжением 2,56 В, отключенный от вывода РВ0 (AREF)
1	1	Внутренний ИОН напряжением 2,56 В, подключенный к выводу РВ0 (AREF)

Таблица 4.23 – Номер активного канала

MUX2	MUX 1	MUX 0	Вход
0	0	0	ADC0 (PB5)
0	0	1	ADC1 (PB2)
0	1	0	ADC2 (PB3)
0	1	1	ADC3 (PB4)