Не могу насторить АЦП в ATmega

[Кот-тоК]

Всем, привет!

Я в Proteus моделирую следующую простейшую задачку:
Микроконтроллер atmega16 принимает "данные" с аналогового датчика температуры, АЦП преобразовывает эти данные и они выводятся на дисплей. Но у меня естественно ничего не выводится, хотя с дисплеем я уже разобрался и он функционирует.



Питание МК и на входе делителя +5В внешнее.
Произвел калибровку датчика там же в Proteus:

T, град. U, В (на выходе делителя)
0 ----- 3.67
25 ----- 3.92
50 ----- 4.17
75 ----- 4.42
100 ----- 4.67

Вот код, написанный мной. Там инициализация АЦП и прерывание по преобразованию данных.
Пишу в Code::Blocks, компилятор WinAVR.
Прошу прощения если там полный бред написан



Конечно сперва, хотелось бы верно произвести инициализацию.
Вот, что написано в книге Шпака:






Как настраивал ADCSRA:


Я взял коэффициент деления 64 поэтому ADPS0 = 0, ADPS1 = 1, ADPS2 = 1.
Частота которая стоит у проца сейчас 8Мгц, в реальном устройстве 11Мгц будет от внешнего кварцевого резонатора.
ADIE = 1.
У Шпака следующий бит называется ADFR, но в документации ADATE.
В документации написано, что 1 в этом бите включает какой-то триггер и преобразование числа в АЦП начинается по нарастающему фронту, чтобы его включить также надо еще что-то где-то выставить в 1....короче, здесь я поставил ADATE = 0.
ADSC = 1.
ADEN = 1.

В итоге ADCSRA = 0b11001110

Как настраивал регистр ADMUX:


Датчик висит на ноге PA0 МК, поэтому MUX0..4 = 00000.
Внешний источник питания REFS1 = 0, REFS2 = 1.
Левое выравнивание преобразованных значений ADLAR = 0.

т.е ADMUX = 0b01000000

Так теперь о получении данных, они, как я понял, хранятся в регистрах ADCH и ADCL.

Все свои переменные я определил как unsigned char. Вычисления я провожу прямо в прерывании, это ,вроде бы, не очень хорошо??
Программе приходится ждать пока все вычислится, а так она могла дальше что-то делать.

Вычисления провожу по формуле:

Vin=(ADCH*256+ADCL)*Vref/1024

T=Vin*0,01

Vin - Напряжение на входе АЦП
Vref - Напряжение на входе делителя (напряжение питания)
T - температура
0,01 я получил из калибровки датчика (4.67 - 3.67)/100 т.е повышение температуры на 1 градус соответствует повышению напряжения на 0.01 В.

Не работает!!!!!! Что делать??? Может преобразование типов переменных не верное?
И еще как запустить преобразование в АЦП повторно? сбрасывать ADIF в ноль??
Помогите!!!!!!

[Кот-тоК]

Не научился я отлаживать программы ни в Code::Blocks ни в Protus.
Повыводил значения регистров ADCH и ADCL на светодиоды:
ADCH = 0x00
ADCL = 0x01

Меняю температуру значения не меняются. Не удивительно, что на экран ничего не выводится, по таким адресам там нет символов.


Прерывания выполняются, тоже по светодиодам проверял.

К стати, узнал что для начала повторного преобразования значений нужно ADSC установить в 1

[Vov123]

Вместо подтягивающего резистора на 10К,установите PULLUP.

[avrman]

подозреваю что это глюк самого протеуса, так как тоже пробовал выводить значения ацп меги32 на жки, только сигнал заводил с резистивного делителя. Ничего кроме нуля протеус на дисплей не выводил, собрал в железе, прекрасно работает.

[Vov123]

Посмотрите пожалуйста,сейчас не глючит?И если не трудно сообщите.

[Кот-тоК]

Всем, доброе утро!!!
Спасибо за ответы!

Посмотрите пожалуйста,сейчас не глючит?И если не трудно сообщите.

Запустил Ваш проект и..... всё работает как надо Меняешь температуру меняются значения на дисплее (конечно они пока не откалиброваны). Так что это проблема в неправильно написанной мной программе

Расскажите пожалуйста про PULLUP резистор. И может ещё есть какие-то секреты настройки АЦП.

[Vov123]

PULLUP для симуляции в Проте,а в живую нужно подбирать самому.Возможно ваш R10K будет вполне пригоден.Вот вам мой проектик,переделанный под ваши нужды,я думаю разберётесь сами.

[Кот-тоК]

Спасибо, спасибо, спасибо!
Очень хочется прямо сейчас глянуть, но надо по делам уходить. Вернусь обязательно проверю и сообщу результат.

[stas00n]

Все свои переменные я определил как unsigned char...
...
Не работает!!!!!! Что делать??? Может преобразование типов переменных не верное?

Ваш код по идее не должен работать правильно; T будет всегда 0; кстати компилятор не ругается на значение 0,00005 ?

Код: Выделить всё

unsigned char a,b,T;
a = ADCH;
b = ADCL;
T = (a*256+b)*0,00005;

Кроме того, желательно считывать сначала ADCL, а потом ADCH.

Вычисления я провожу прямо в прерывании, это ,вроде бы, не очень хорошо??
Программе приходится ждать пока все вычислится, а так она могла дальше что-то делать.

В прерывании надо только сохранить результат преобразования, а вычисления и вывод на дисплей делать в основном цикле

И еще как запустить преобразование в АЦП повторно? сбрасывать ADIF в ноль??
Помогите!!!!!!

Считать ADCL, ADCH; сбросить ADIF; установить ADSC.

Вычисления провожу по формуле:

Vin=(ADCH*256+ADCL)*Vref/1024

T=Vin*0,01

Vin - Напряжение на входе АЦП
Vref - Напряжение на входе делителя (напряжение питания)
T - температура
0,01 я получил из калибровки датчика (4.67 - 3.67)/100 т.е повышение температуры на 1 градус соответствует повышению напряжения на 0.01 В.

Немного странный подход. Для линейной зависимости я обычно составляю примерно такую табличку:

Код: Выделить всё

Температура|Отсчет АЦП =1024*Vin/Vref
----------
       0          |                  751
     100        |                  956

Для вычисления температуры составляем линейное уравнение:

t = a * ADC + b

подставляем данные из таблицы и решаем простейшую систему

751a + b = 0;
956a + b = 100;
получаем a = 0,488; b = -366.

Чтобы в программе не работать с плавающей математикой, коэффициент а лучше представить в виде двоичной дроби:
0,488 = (125/256);

Я бы сделал примерно так:

Код: Выделить всё

#define TEMP_MULTIPLIER  125   //MULTIPLIER*256
#define TEMP_OFFSET      -366


volatile unsigned int adcResult     = 0;
static unsigned char temperatura    = 0;

void main (void){
unsigned long t;            //Вспомогательная переменная
//Other code here
ADCSRA &= ~(1<<ADIE);       //Запрет прерывания от АЦП
                            //для правильного вычисления
t = ((adcResult * TEMP_MULTIPLIER)>>8) + TEMP_OFFSET;
ADCSRA |= (1<<ADIE);        //Разрешить прерывания
temperatura = (unsigned char) t;
//Other code here
}


void interrupt ADC_Interrupt (void){
adcResult   = (ADCH<<8) + ADCL;
ADCSRA      &= ~(1<<ADIF);
ADCSRA      |= (1<<ADSC);
}

За работоспособность не ручаюсь, но принцип примерно такой.

[Кот-тоК]

[Кот-тоК]

Ну что же, результат на данный момент следующий:

регистры ADCL заполняется правильно
Их значения передаю на мониторчик, там загорается символ который в пересчете правильно определяет температуру.
Т.е. если у меня температура 52 то на экране загорается #. Напряжение на входе при этом 3,92.
По формуле ADC=Vin*1024/Vref получаю что ADC = 803 в бинарном виде 00100011, что соответствует в таблице символов экрана символу #.
Надеюсь, что ADCH тоже верно заполняется, не проверял.

Заработало после правки кода по примерам и обязательной замены обычного резистора на PULLUP резистор.

Но вот с переводом того, что лежит в этих регистрах в градусы Цельсия проблемы. Пытался сам, что-либо выдумать, но без деления не получается.

Для вычисления температуры составляем линейное уравнение:

t = a * ADC + b

Никак не могу понять откуда линейные уравнения и как вам удалось деления избежать.
Извиняюсь за своё скудоумие

[Кот-тоК]

stas00n писал(а):
Для вычисления температуры составляем линейное уравнение:

t = a * ADC + b


Никак не могу понять откуда линейные уравнения ....

Вот же я выдал



Из калибровки оно и есть

ААААааа!!!Всё, понял!!! как надо переводить, сейчас попробую

[stas00n]

Никак не могу понять откуда линейные уравнения и как вам удалось деления избежать.
Извиняюсь за своё скудоумие

Линейная функция - из школьного курса алгебры - функция вида y = ax + b
в нашем случае -
t = a * ADC + b;
Подставив известные значения вместо t и ADC для двух калибровочных точек получим систему из двух линейных уравнений:

751a + b = 0;
956a + b = 100;

выразим b через a из первого уравнения:

b = -751a

и подставим во второе:

956a - 751a = 100;
205a = 100;
a = 100/205 = 0,488;

потом находим b

b = -751a;
b = -751 * 0,488 = -366.


Получаем формулу для расчета температуры:

t = 0,488 * ADC - 366;



Чтобы легче было помножить на 0,488, делаем фокус - умножаем например, на 256/256:

t = 0,488 * 256 * ADC / 256 - 366 = 125 * ADC / 256 - 366
Деление на 256 в контроллере суть логический сдвиг вправо на 8 разрядов, то бишь помножив отсчет АЦП на 125 и отбросив младший байт результата получим 0,488 * ADC; дальше банально вычитаем 366 - получаем искомую температуру в градусах.
При таком вычислении нужно учесть - промежуточный результат 125 * 1023 = 127875 > 65535, т.е. в переменную типа unsigned int уже не влезет, - нужна переменная long int или unsigned long int

[Кот-тоК]

Да, я ступил!
Бывает!!!

Значит так:
Из-за вот этой строчки в прерывании

Код: Выделить всё

adcResult   = (ADCH<<8) + ADCL;

Proteus сильно тупил, и писал что в регистры ADC не успевает ничего записываться.
Перенес её в main - заработало.

Осталось, надеюсь, последнее препятствие: перевести полученное значение температуры из unsigned char в строку.
Функцию sprintf никак не могу подрубить

Кстати, вот эта фишка очень крута оказалась.

Код: Выделить всё

t = ((adcResult * TEMP_MULTIPLIER)>>8) + TEMP_OFFSET;

Я имею ввиду a>>8 вместо деления на 256. Очень понравилось, не знал такого, теперь запомню.

[stas00n]

Да, я ступил!
Бывает!!!

Значит так:
Из-за вот этой строчки в прерывании

Код: Выделить всё

adcResult   = (ADCH<<8) + ADCL;

Proteus сильно тупил, и писал что в регистры ADC не успевает ничего записываться.
Перенес её в main - заработало.

Дык нельзя ее в main переносить! На то она и в прерывании, чтобы сохранить результат, освободить ацп, а дальше в мэйне делать с этим результатом что заблагорассудится. Лучше вынесите повторный старт преобразования из прерывания в основной цикл, после вывода на дисплей, - зачем ацп лишние телодвижения пока предыдущий результат не обработан. Кстати, CVAVR генерит на эту строчку просто адский код - реально в цикле восьмикратно прокручивает ADCH! вместо того, чтобы тупо сохранить. Надо как-то по другому делать или в компиляторе что-то настроить.

Кстати, вот эта фишка очень крута оказалась.

Код: Выделить всё

t = ((adcResult * TEMP_MULTIPLIER)>>8) + TEMP_OFFSET;

Я имею ввиду a>>8 вместо деления на 256. Очень понравилось, не знал такого, теперь запомню.

Умножение/деление на 2^n делается сдвигом на n бит влево/вправо соответственно.

[Кот-тоК]

Дык нельзя ее в main переносить! На то она и в прерывании, чтобы сохранить результат, освободить ацп, а дальше в мэйне делать с этим результатом что заблагорассудится. Лучше вынесите повторный старт преобразования из прерывания в основной цикл, после вывода на дисплей, - зачем ацп лишние телодвижения пока предыдущий результат не обработан. Кстати, CVAVR генерит на эту строчку просто адский код - реально в цикле восьмикратно прокручивает ADCH! вместо того, чтобы тупо сохранить. Надо как-то по другому делать или в компиляторе что-то настроить.

Да, да! Я понимаю, что её просто так нельзя переносить. Я немного не точно выразился.
Вот код который написал, он во многом сходен с примером, но куда деваться Главное всё понять.

Код: Выделить всё

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>
#include "LCM.h"
#include "ADC.h"

#define k 202
#define b -580

unsigned char ADCresult1 = 0, ADCresult2 = 0;
unsigned char temperatura = 0;

void main()
{

  unsigned long t;

  DDRC = 0xFF;
  DDRD = 0xFF;
  PORTC = 0;
  PORTD = 0;

  LCMinit();

  ADCinit();

  SREG |= (1 << 7);

  while(1)
  {
    ADCSRA |= (0 << 3);
   
    t = ((((ADCresult2 << 8) + ADCresult1) * k) >> 8) + b;
    
    temperatura = (unsigned char) t;

    SetLCMPosition(1,0);
    ShowChar(temperatura);

    ADCSRA |= (1 << 3);
  }


}


// Инициализация АЦП
void ADCinit()
{

    ADMUX |= (1 << 6);  //АЦП работает от Vcc, прием данных по A0
    ADCSRA |= (1 << 7) | (1 << 6) | (1 << 3) |  (1 << 2) | (1 << 1);

}

ISR (SIG_ADC)
{
    ADCresult1 = ADCL;
    ADCresult2 = ADCH;


    ADCSRA |= (0 << 4);
    ADCSRA |= (1 << 6);
}

Я пытался переносить

Код: Выделить всё

    
    ADCSRA |= (0 << 4);
    ADCSRA |= (1 << 6);

в main, не фурычит. Он продолжает штамповать прерывания без остановки. Как так??

[stas00n]

Proteus сильно тупил, и писал что в регистры ADC не успевает ничего записываться.

Проверьте, какой код в прерывании получается при компиляции? Возможно тоже имеет место быть попытка повторного чтения регистров результата АЦП, а на это контроллер будет ругаться аппаратно, т.к. последний результат уже считан, а новый еще не получен. Тогда наверное имеет смысл добавить временные переменные:

Код: Выделить всё

interrupt [ADC_INT] void Adc_Interrupt_Handler(void){
unsigned char a, b;
a = ADCL;
b = ADCH;
adcResult   = (b<<8) + a;
//TODO: Other code here
}

[stas00n]

Я пытался переносить

Код: Выделить всё

    
 ADCSRA |= (0 << 4);                   //Этот код ничего не делает!!! 
    ADCSRA |= (1 << 6);

в main, не фурычит. Он продолжает штамповать прерывания без остановки. Как так??

Запись ADCSRA |= (0 << 4) делает побитовое "ИЛИ" с нулем! То есть ничего! Флаг прерывания не сбрасывается! Чтобы сбросить бит нужна операция "И":

Код: Выделить всё

ADCSRA &= ~(1 << 4)

А вместо цифр нужно писать название битов (они ведь продефайнены в h-файле):

Код: Выделить всё

ADCSRA &= ~(1 << ADIF)

[Кот-тоК]

Пока программа которую я приводил верно симулируется в Proteus. Конечно не всё так радужно, он пишет, что не может в режиме реального времени симулировать, т.к. проц перегружен. Хотя если использовать тот проект который мне дал Vov123, то у него всё слету нормально работает.
У меня же всё как обычно не просто

Когда вот так вот записал

Код:
interrupt [ADC_INT] void Adc_Interrupt_Handler(void){
unsigned char a, b;
a = ADCL;
b = ADCH;
adcResult = (b<<8) + a;
//TODO: Other code here
}

стало нормально симулироваться, только Proteus все-равно пишет, что в реальном времени не может симулировать т.к. проц перегружен.

И проблема с переводом числа в строку тоже не решена...

[Кот-тоК]

Запись ADCSRA |= (0 << 4) делает побитовое "ИЛИ" с нулем! То есть ничего! Флаг прерывания не сбрасывается! Чтобы сбросить бит нужна операция "И":
Код:
ADCSRA &= ~(1 << 4)

Вот я программист-то Действительно, ваша правда, сейчас поправлю.