小5带你飞(8)—AVR(ATmega 328P)单片机片内ADC的原理和使用(1)

ATmega328p内部集成了一个10位的逐次逼近的A/D转换器。该转换器与一个8通道的模拟多路复用器连接。它能够对来自端口A的8路单端输入电压进行采样。

ADC转换模块的原理图

看一下它的基本特性：

10位分辨率

0.5 LSB积分非线性

±2 LSB绝对精度

13 -~260µs转换时间

最高采样速率76.9 kSPS/s

6路可选的单端输入通道

2路额外多路复用单端输入通道(TQFP 、QFN/MLF)

温度传感器输入通道

ADC读取的结果可设置为左端对其

0~Vcc ADC输入电压范围

可选择1.1v ADC参考电压

自由连续转换模式和单次转换模式

在ADC转换完成时中断

睡眠模式噪音消除

ADC的供电和参考电压：

ADC由独立的专用的模拟电压引脚AVCC供电，AVCC和VCC的电压差别不能大于±0.3V。

ADC的参考电源可以是芯片内部的1.1v的参考电源，也可以是AVCC，也可以采用外部参考电源，使用外部参考电源的时候，外部参考电源可由引脚AREF接入，使用内部参考电压源的时候，可以通过在AREF引脚外部并接一个电容来提高ADC的抗噪性能。这个电容一般可为0.1uF

与ADC有关的寄存器：

ADMUX:多路复用选择寄存器

bit6、bit7 ：ADC参考电压选择。如果在转换过程中改变了设置，则只有等待当前转换结束后才起作用。如果在 AREF引脚上施加了外部参考电压，则内部参考电压将不能被选择。这个参考电压的选择见下图：

还是解释一下：

00 ：AREF，内部基准源关闭

01 ：AVCC，AREF外接滤波电容

10 ： 保留

11 ：1.1v内部基准电压源，AREF外接滤波电容

bit5：转换结果对齐位。置位左对齐，清位右对齐

bit4：一个保留位

bit3~bit0：模拟通道选择位

就是选择连接到哪个通道上，这个没啥说的。看表就好了，如下：

2. ADCSRA：ADC控制和状态寄存器A

bit7：ADC使能位。置位则启动ADC功能，清位ADC功能关闭

bit6：ADC开始转换。

在单次转换模式下，该位置位将启动一次ADC转换，在连续转换模式下，该位置位，将启动首次转换

bit5：ADC自动触发使能位。

该位置位，则启动ADC自动触发功能。

bit4：ADC中断标志位

ADC转换结束且数据寄存器被更新后该位置位，如果ADIE及SREG寄存器中的全局中断使能位I被置位，

则ADC转换结束中断服务程序被执行，同时该位被硬件清零，也可以通过软件写1清零。

bit3：ADC中断使能位。如果该位及SREG寄存器中的全局中断使能位I被置位，则ADC转换结束中断将被使能。

bit2~bit0：ADC预分频器的选择。这三位决定ADC输入时钟与CPU时钟之间的分频系数，如下表：

3. ADCL 、 ADCH ：ADC数据寄存器

分别是左对齐的和右对齐的数据

ADC转换结束后，转换结果将存在这两个寄存器当中。首先ADMUX寄存器当中的ADLAR和MUXn影响转换结果在寄存器中的存放形式。当ADCL被读取时，ADC数据寄存器在读取ADCH之前不会更新，如果转换结果为左对齐且只需要8位的精度，那么仅需要读取ADCH就可以了，否则需先读取ADCL然后读取ADCH。

4.ADCSRB ：ADC控制和状态寄存器B

bit2~bit0：ADC自动触发源的选择

说明一下吧：

000：连续转换模式

001：模拟比较器

010：外部中断请求0

011：定时器/计数器0比较匹配A

100：定时器/计数器0溢出

101: 定时器/计数器0比较匹配B

110：定时器DIDR0数器1溢出

111：定时器/计数器1捕捉事件

5. DIDR0：数字输入禁用寄存器0

说明一下：

bit5~bit0 ：当这些位置位，相应的ADC引脚的数字输入缓存区被禁止，相应的PIN寄存器读取的时候都为0，

模拟信号运用于ADC5~ADC0,是不需要这么做的，ADC6和ADC7是没有缓存区的。

下面来看看ADC的基本使用步骤：

ADC输入端口初始化

基准电压的设置，数据对齐方式的设置，通道的选择。（ADMUX寄存器的配置）

AD使能，启动装换，中断的设置（ADCSRA寄存器的设置）

触发源的选择（ADCSRB寄存器的设置）

选择中断号，编写中断服务程序，读取ADC的数据（ADCL 、 ADCH ）

好的，关于ADC的寄存器就写这么多了，下一篇我们来写ADC的驱动程序。

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MCS-51单片机有几个工作寄存器

工作寄存器有4组，每组都是8个工作寄存器R0~R7，通过PSW中的RS1、RS0两位来选择使用哪一组，如果不选，默认是选择第0组。

RS1RS0组合为00时，选中第0组工作寄存器，R0~R7地址为00H~07H;

RS1RS0组合为01时，选中第1组工作寄存器，R0~R7地址为08H~0FH;

RS1RS0组合为10时，选中第2组工作寄存器，R0~R7地址为10H~17H;

RS1RS0组合为11时，选中第3组工作寄存器，R0~R7地址为18H~1FH。

类似arm的usr模式svc模式irq模式fiq模式，

psw.4 psw.3

0 0 0区 r0-r7独立

0 1 1区 r0-r7独立

1 0 2区 r0-r7独立

1 2 3区 r0-r7独立

上边的每个区都由相同的名字r0-r7寄存器引用，但数据空间却不同，所以各自独立，

每组寄存器在物理上是独立的，也就是说，一共有32个寄存器。上电后默认是第0组，但四组寄存器的功能、优点完全相同。r0-r7支持丰富的寻址方式，可以大大提高运行效率。

所以，如果你有四个程序段(或者说线程)要交叉运行，都想使用到效率很高的r0-r7，就可以让它们各占一组，只要切换区域就行了，而不必频繁地保护现场。

寻址方式：

51单片机有7种寻址方式。

1、寄存器寻址：前面提到了内部RAM中的00H-1FH地址单元作为工作寄存器使用。一共是有32各地址单元，分成四组，每组有8个寄存器，命名为R0-R7，每次可以使用其中的一组。当使用R0-R7来表示操作数时，就属于寄存器寻址方式。

例如：MOV A,R0;把寄存器R0的内容送入累加器A中

2、直接寻址：在指令中直接给出操作数地址，就属于直接寻址方式。此时指令的操作数部分直接是操作数的地址。

例如：MOV A,2AH ;把RAM地址2AH的内容送入累加器A中

3、立即寻址：

例如：MOV A,#3AH ;该指令就是表示把立即数3AH送入累加器A中，立即数前加上一个#，和直接寻址方式区分

4、寄存器间接寻址：若以寄存器的名称直接给出操作数的地址，则称为寄存器间接寻址。

例如：MOV A,@R0 ;该指令是把RO里的内容作为地址，这个地址的数据送入累加器A，注意前面需要加@

5、变址寻址：变址寻址是以某个寄存器的内容为基本的地址，然后在这个基址上加以地址的偏移量，才是真正的操作数地址。

例如：MOV A,@A+DPTR ;地址是A+DPTR的值，这个地址的内容送如累加器A

6、相对寻址：相对转移指令需要用到相对寻址方式，此时操作数部分给出的是地址的相对偏移量部分。

目的地址 = 源地址 + 指令字节数 + rel(rel可正可负)

例如：SJMP rel

7、位寻址：概念就不做解释了。还是把reg52.h这个头文件贴出来说。

相关问答

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ORG0000HLJMPSTAORG0050HSTA:MOVR0,#30HMOVR1,#50HMOVR2,#10HMOVR3,#16MOVDPTR,#2000HLOO...