main.c

avr_comp模拟比较器

// 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

/*
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。AIN0<AIN1(ACO=0)；AIN0>AIN1(ACO=1)
*/
#include <iom16v.h>
#include <macros.h>
#include "delay.h"

//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<<LED0)   //输出高电平，灯亮
#define LED0_OFF()		PORTB&=~(1<<LED0)	//输出低电平，灯灭

//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

void port_init(void)
{
 PORTA = 0x00;
 DDRA  = 0x00;
 PORTB = ~((1<<AIN_P)|(1<<AIN_N)); //作模拟比较器输入时，不可使能内部上拉电阻。
 DDRB = (1<<LED0);				//PB0作输出
 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<<ACIE);
  // 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<<ACO))==0)	//检测ACO
	   						//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<AIN1(ACO=0),LED亮		
    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<<ACIE)|(1<<ACBG);
    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<<ADEN);  //需要打开ADC
   		ADMUX=(1<<REFS1)|(1<<REFS0);

*/


/*
    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。
    */