AVR的模拟比较器功能实验

                      AVR的模拟比较器功能实验
       
AVR的模拟比较器模块可以用来比较接在AIN0(mega16 PB2的第二功能)和AIN1(PB3)
两个引脚的电压大小。程序操作流程：初始化 >> 开中断 >> 中断服务程序判断，
比较结果将会同步到模拟比较器控制和状态寄存器－ACSR的第五位ACO，检测ACO
的值就可以得出比较结果。AIN0AIN1(ACO=1)

===================================================================*/
// ICC-AVR application builder : 2007-3-15 8:22:58
// Target : M16
// Crystal: 7.3728Mhz
// AVR 模拟比较器使用范例
#include
#include
//管脚定义
#define LED0 0 //PB0
#define AIN_P 2 //PB2(AIN0)
#define AIN_N 3 //PB3(AIN1)

//宏定义
#define LED0_ON() PORTB|= (1< #define LED0_OFF() PORTB&=~(1<

//常量定义
/*
模拟比较器的正输入端由 ACBG位决定，=0选择AIN0引脚，=1选择1.23V内部能隙基准源

模拟比较器多工输入 （不常用，因为ADC将无法使用）
可以选择ADC7..0 之中的任意一个来代替模拟比较器的负极输入端。
ADC复用器可用来完成这个功能。
当然，为了使用这个功能首先必须关掉ADC。
如果模拟比较器复用器使能位(SFIOR 中的ACME) 被置位，且ADC 也已经关掉(ADCSRA 寄存器的ADEN 为0)，
则可以通过ADMUX 寄存器的MUX2..0 来选择替代模拟比较器负极输入的管脚，
如果ACME 清零或ADEN 置位，则模拟比较器的负极输入为AIN1。
*/
#define AC_ADC0 0x00 //ADC0
#define AC_ADC1 0x01 //ADC1
#define AC_ADC2 0x02 //ADC2
#define AC_ADC3 0x03 //ADC3
#define AC_ADC4 0x04 //ADC4
#define AC_ADC5 0x05 //ADC5
#define AC_ADC6 0x06 //ADC6
#define AC_ADC7 0x07 //ADC7
//===================延时函数========================
//5/4是在8MHz晶振下，通过软件仿真反复实验得到的数值
//1141是在8MHz晶振下，通过软件仿真反复实验得到的数值
//==================================================
void delay_us(unsigned int us)    
{
    unsigned int i;
  us=us*5/4;         //5/4是在8MHz晶振下，通过软件仿真反复实验得到的数值
  for( i=0;i }
void delay_ms(unsigned int ms)    
{
    unsigned int i,j;
  for( i=0;i   for(j=0;j<1141;j++);  //1141是在8MHz晶振下，通过软件仿真反复实验得到的数值
}
void port_init(void)
{
//PORTA = 0x00;
//DDRA = 0x00;
PORTB |= ~((1< DDRB |= (1< //PORTC = 0x00; //m103 output only
//DDRC = 0x00;
//PORTD = 0x00;
//DDRD = 0x00;
}
//初始化的步骤，关中断，更改ACSR的值，配置模拟比较器，开中断。
//Comparator initialize
// trigger on: Output toggle
void comparator_init(void)
{
ACSR = ACSR & 0xF7; //ensure interrupt is off before changing
//上面一句会使ACIE为零，不允许中断
ACSR=(1< // 使能模拟比较器中断，比较器输出变化即可触发中断，AIN0为正输入端，AIN1为负输入端。
}
#pragma interrupt_handler ana_comp_isr:17
void ana_comp_isr(void)
{
//analog comparator compare event
//硬件自动清除ACI标志位
delay_us(10);
if ((ACSR&(1< //Bit 5 ACO: 模拟比较器输出 模拟比较器的输出经过同步后直接连到ACO。
LED0_ON(); //如果AIN0 else
LED0_OFF(); //否则 LED灭
delay_ms(200); //当电压差接近0V时，模拟比较器会产生临界抖动，故延时200mS令肉眼能看到 
}
//call this routine to initialize all peripherals
void init_devices(void)
{
//stop errant interrupts until set up
CLI(); //disable all interrupts
port_init();
comparator_init();

MCUCR = 0x00;
GICR = 0x00;
TIMSK = 0x00; //timer interrupt sources
SEI(); //re-enable interrupts
//all peripherals are now initialized
}

void main(void)
{
init_devices();
while(1)
;
}

//--------------------------------------------------------------------------------

/*
程序测试：

       VCC      VCC
        |        |
       | |      | |               
 AIN0--|W|      |W|--AIN1  PB0---R---LED--
       | |      | |                       |
        |        |                        |
       GND      GND                      GND

两个电位器，一端接VCC,一端接地，构成电位器分压电路
AIN0和AIN1都分别接到电位器的中心抽头。
PBO输出串电阻驱动LED,高电平有效。
然后分别旋转电位器，增减抽头的电压，将会发现PB0的输出(LED0)会根据 AIN0/AIN1的电压关系变动
由于电源纹波，IO电流及外界干扰的影响，当电压差接近0V时，模拟比较器会产生临界抖动，AIN0/AIN1对地并上小电容可以改善这种情况。

只有一个电位器时，可以变通
1 可以使能ACBG，利用1.23V内部能隙基准源代替AIN0作模拟比较器的正输入端。
ACSR=(1< 2 可以使能ADC的内部2.56V电压基准，然后把AIN0或AIN1连接到pin32 AREF脚。
ADCSRA=(1< ADMUX=(1<

模拟比较器控制和状态寄存器－ACSR

Bit 7 – ACD: 模拟比较器禁用
模拟比较器上电默认是已经工作中的，跟其他的模块有所不同
ACD置位时，模拟比较器的电源被切断。可以在任何时候设置此位来关掉模拟比较器。
这可以减少器件工作模式及空闲模式下的功耗。
改变ACD位时，必须清零ACSR 寄存器的ACIE位来禁止模拟比较器中断。否则ACD改变时可能会产生中断

Bit 6 – ACBG: 选择模拟比较器的能隙基准源
ACBG 置位后，模拟比较器的正极输入由1.23V能隙基准源所取代。否则， AIN0 连接到模拟比较器的正极输入。

Bit 5 – ACO: 模拟比较器输出
模拟比较器的输出经过同步后直接连到ACO。同步机制引入了1-2 个时钟周期的延时。

Bit 4 – ACI: 模拟比较器中断标志
当比较器的输出事件触发了由ACIS1 及ACIS0 定义的中断模式时，ACI 置位。
如果ACIE 和SREG 寄存器的全局中断标志I 也置位，那么模拟比较器中断服务程序即得以执行，同时ACI 被硬件清零。
ACI 也可以通过写"1” 来清零。

Bit 3 – ACIE: 模拟比较器中断使能
当ACIE 位被置"1” 且状态寄存器中的全局中断标志I 也被置位时，模拟比较器中断被激活。
否则中断被禁止。

Bit2 – ACIC: 模拟比较器输入捕捉使能
这个功能用于检测一些微弱的触发信号源，节省一个外部运放。
ACIC置位后允许通过模拟比较器来触发T/C1 的输入捕捉功能。
此时比较器的输出被直接连接到输入捕捉的前端逻辑，从而使得比较器可以利用T/C1 输入捕捉中断逻辑的噪声抑制器及触发沿选择功能。
为了使比较器可以触发T/C1 的输入捕捉中断，定时器中断屏蔽寄存器TIMSK 的TICIE1 必须置位。
ACIC 为"0” 时模拟比较器及输入捕捉功能之间没有任何联系。

Bits 1, 0 – ACIS1, ACIS0: 模拟比较器中断模式选择
这两位确定触发模拟比较器中断的事件。
ACIS1 ACIS0 中断模式
0 0 比较器输出变化即可触发中断
0 1 保留
1 0 比较器输出的下降沿产生中断
1 1 比较器输出的上升沿产生中断
需要改变ACIS1/ACIS0 时，必须清零ACSR 寄存器的中断使能位来禁止模拟比较器中断。否则有可能在改变这两位时产生中断。
*/