AVR ATMega328P ADC通道选择问题

Question

我现在正在摆弄 ATMega328P，想通过 ADC 从引脚读取模拟值，然后简单地将值输出到 4 个 LED。真的很简单

#define F_CPU 20000000UL
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>

#define BRIGHTNESS_PIN 2
#define ADC_SAMPLES 5

void init_adc()
{
    //set ADC VRef to AVCC
    ADMUX |= (1 << REFS0);
    //enable ADC and set pre-scaler to 128
    ADCSRA = (1 << ADPS0) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS2) | (1 << ADEN);
}

uint16_t read_adc(unsigned char channel)
{       
    //clear lower 4 bits of ADMUX and select ADC channel according to argument
    ADMUX &= (0xF0);
    ADMUX |= (channel & 0x0F); //set channel, limit channel selection to lower 4 bits

    //start ADC conversion
    ADCSRA |= (1 << ADSC);

    //wait for conversion to finish
    while(!(ADCSRA & (1 << ADIF)));

    ADCSRA |= (1 << ADIF); //reset as required      

    return ADC;
}

int main(void)
{
    uint32_t brightness_total;
    uint16_t brightness = 0;
    uint32_t i = 0;

    init_adc();
    sei();
    while (1) 
    {
        //reset LED pins
        PORTB &= ~(1 << PINB0);
        PORTD &= ~(1 << PIND7);
        PORTD &= ~(1 << PIND6);
        PORTD &= ~(1 << PIND5);

        PORTB |= (1 << PINB1); //just blink

        read_adc(BRIGHTNESS_PIN); //first throw-away read
        //read n sample values from the ADC and average them out
        brightness_total = 0;
        for(i = 0; i < ADC_SAMPLES; ++i)
        {
            brightness_total += read_adc(BRIGHTNESS_PIN);   
        }
        brightness = brightness_total / ADC_SAMPLES;

        //set pins for LEDs depending on read value.
        if(brightness > 768)
        {
            PORTB |= (1 << PINB0);
            PORTD |= (1 << PIND7);
            PORTD |= (1 << PIND6);
            PORTD |= (1 << PIND5);
        }
        else if (brightness <= 768 && brightness > 512)
        {
            PORTB |= (1 << PINB0);
            PORTD |= (1 << PIND7);
            PORTD |= (1 << PIND6);
        }
        else if (brightness <= 512 && brightness > 256)
        {
            PORTB |= (1 << PINB0);
            PORTD |= (1 << PIND7);
        }
        else if (brightness <= 256 && brightness >=64)
        {
            PORTB |= (1 << PINB0);
        }

        _delay_ms(500);
        PORTB &= ~(1 << PINB1); //just blink
        _delay_ms(500);
    }
}

除了通道 selection 外，这工作得很好。当我 select 一个通道时它工作正常，但独立于 selected 通道，通道 0 也总是读取和转换。我的意思是，如果我将电缆插入 selected 通道引脚，它会正确读取值。当我将它插入任何其他通道引脚时，它显然没有，除了 ADC0。无论我设置什么通道，不仅读取那个通道，还读取ADC0。

为什么会这样，我该如何解决？

我已经检查了我的 PCB 是否存在焊桥，但确实存在 none，而且我还预计会有一些稍微不同的行为。

ADC4 和 ADC5 似乎也没有正确转换。知道为什么吗？我在数据表中找到的唯一线索是，这两个使用数字电源，而所有其他 ADC 使用模拟电源。有什么区别，为什么重要，为什么它不能正确转换我的模拟信号？

ARef 和 AVCC 都按照数据表连接，除了 ARef 缺少电感器。

Answer 1

我认为发生的事情是

ADMUX &= (0xF0);

正在将频道设置为 0，并且

ADMUX |= (channel & 0x0F);

正在将频道设置为您想要的频道。然后您读取读数并将结果丢弃，这应该意味着初始通道设置为 0 无关紧要。

然而，当您随后尝试获取实际读数时，您将再次设置通道，使用read_adc 获取读数。所以，你永远不要丢掉一个读数。

我要做的是将您的 ADMUX 设置命令替换为：

ADMUX = (0xF0) | (channel & 0x0F)

然后将其移动到一个名为 set_adc_channel(int channel) 的单独函数中。在该函数中包含一次丢弃读取，然后从 read_adc 函数中删除 ADMUX 设置。只需开始转换并获得结果。

另请注意，由于您只使用一个频道，因此您可以将频道设置部分移至 init_adc()。我假设它在一个单独的函数中，这样您以后可以阅读多个频道。

我希望这很清楚。如果没有请告诉我。

Answer 2

编辑：正如您所说，ADIF 实际上是通过写入逻辑 1 来重置的。我刚刚测试了你的 adc_read 功能，它对我有用（如果你不介意 Arduino 混合物）

uint16_t read_adc(unsigned char channel)
{       
    //clear lower 4 bits of ADMUX and select ADC channel according to argument
    ADMUX &= (0xF0);
    ADMUX |= (channel & 0x0F); //set channel, limit channel selection to lower 4 bits

    //start ADC conversion
    ADCSRA |= (1 << ADSC);

    //wait for conversion to finish
    while(!(ADCSRA & (1 << ADIF)));

    ADCSRA |= (1 << ADIF); //reset as required      

    return ADC;
}

void setup() {
  Serial.begin(57600);
  //set ADC VRef to AVCC
  ADMUX |= (1 << REFS0);
  //enable ADC and set pre-scaler to 128
  ADCSRA = (1 << ADPS0) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS2) | (1 << ADEN);

  pinMode(A0, INPUT_PULLUP);
  pinMode(A1, INPUT_PULLUP);
  pinMode(A2, INPUT_PULLUP);
  pinMode(A3, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  Serial.println(read_adc(0));
  Serial.println(read_adc(1)); 
  Serial.println(read_adc(2)); 
  Serial.println(read_adc(3)); 

  delay(1000);
}

我只是将其中一个通道连接到 3.3V 引脚，它会显示 713。其他通道拉升到1017左右的水平。

AVR ATMega328P ADC通道选择问题

AVR ATMega328P ADC channel selection issue

c

embedded

avr

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