Есть устройство с автономным питанием. Для того ,Чтоб не использовать ключей, делителей и прочей обвязки - измеряю напряжение на аккумуляторе по сл. алгоритму:

AREF = AVCC = Vbat
Данные АЦП: N = 1024*Vop/Vbat
т.е. Vbat = Vop*1024/N

вот инициализация ADC:
void adc_init(void)
{
ADMUX = (1<<REFS0)|(1<<MUX3)|(1<<MUX2)|(1<<MUX1);
ADCSRB = 0x00;
ADCSRA = (1<<ADEN)|(1<<ADSC)|(1<<ADIE)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS0);
}


Вот прерывание:
#pragma vector= ADC_vect
__interrupt void ADC_vect_isr (void)
{
//conversion complete, read value (int) using...
value_ADC=ADCL; //Read 8 low bits first (important)
value_ADC|=(int)ADCH << 8; //read 2 high bits and shift into top byte
}



В тексте программы:
...
__disable_interrupt();adc_init();ADCSRA |= (1<<ADEN); __enable_interrupt();
DelayMs(5);
f_bat=(1.22*1024/value_ADC);
V_BAT=(f_bat*100);
__disable_interrupt();ADCSRA &= ~(1<<ADEN); __enable_interrupt();
...



не могу понять, почему иногда считает ADC неверно!? Где ошибка?
Я не использую никакой обвязки. То есть, на ногах проца имеющих отношение к преобразованию ничего не "висит". Может быть в этом проблема?
AVСС тоже в воздухе. Если измерять напряжение на этом выводе, то там меньше, чем на питании проца.
Сори за очередные глупые вопросы, но оч. нужна помощь. Спасибо.

Все неиспользуемые пины должны быть настроены как GPIO с функцией вывода лог.0. AVCC нельзя отставлять неподключенным ни в коем случае! Либо напрямую к питанию подключить, либо через LC или RC-фильтр.

Присоединил AVCC напрямую к батарее. ADC стал завышать напряжение (что в принципе можно и устранить вычитанием константы), но временами, проскакивают ошибки.

Вот еще что:
если делать несколько циклов "ацепирования", ну например через одну секунду десять раз, то ошибка появляется на первом, втором измерении, а все последующие - ок.

А в чем заключается ошибка "ацепирования"?
Ой, просмотрел а можно схему посмотреть? Судя по тому что процитировано, вы измеряете напряжение питания относительно... самого напряжения питания?

Завышает напряжение, наверное, потому, что согласно DS при MUX3..0=1110 к АЦП подключается 1.1V (Vbg). У Вас же в формуле 1.22

То, что в первом измерении неверный результат - ему верить нельзя (в DS об этом прямо сказано: "The first ADC conversion result after switching reference voltage source may be inaccurate, and the user is advised to discard this result."). Со вторым неверным - хуже... У Вас REFS10=01 (т.е. "AVCC with external capacitor at AREF pin"). Про конденсатор в первом посте нет ни слова...

Результат измерения "скачет": то 3,96В (правильно), то 2,78В (ошибка)


Нет никакой схемы! Вообще ничего (ну конденсатор 100н на питании проца, 1мкФ+10к на ресете, кварц и два по 27пФ это все). По идее АЦП измеряет напряжение питания относительно внутренней опоры.





Поставил в формулу 1,1В, Припаял к AREF электролит на 10мкФ, потом 100н. Теперь меряет так:
Показания прибора: 3,87В
Результат преобразования: 3,96В

Однако ошибка остается. Мне кажется, что она появляется после перехода из энергосберегающего режима (Power Down) в активный режим.
Результат ошибочного преобразования: 2,72-2,99В

Т.е. в качестве опоры для АЦП используется напряжение на AVCC или AREF, а напряжение от встроенного ИОН подается на измерительный вход? Я не очень хорошо знаю архитектуру ATmega128 и поэтому только предполагаю, что это возможно. Если так, то в таком случае скорее всего нарушены ADC Conversion Time.

Чувство такое, будто внутри процессора проходит переходной процесс. Длится он (для емкости на AREF в 10мкФ ) несколько (1-2) секунд. Потом все "устаканивается" и очередные измерения проходят четко и точно.
Не понимаю

Как надоело читать эту глупость...
Вам перевести "в предпоследний раз" что там написано ?
Перевод почти дословный:
"Если между преобразованиями сменилось опорное напряжение, то следующее измерение после такого изменения может быть не точным,
и пользователь должен это иметь в виду."

Хде Вы тут увидели смену опоры ?

В даташите АЦП посвещено нескольк страниц. И те не хотим читать.
1. Старший бит ADCSRA установить в 1 в самом начале и БОЛЬШЕ НИКОГДА НЕ СБРАСЫВАТЬ.
2. AREF не надо 10 микрофарад. Керамика 10 нанофарад. И больше этот вывод НИКУДА НЕ ПОДКЛЮЧАТЬ!!!!
3. Устанавливать только 6-й бит (старт измерений) по мере необходимости.
4. Если уж читаете содержимое регистрв АЦП в прерывании - делайте свои переменные, куда пишите ADCH-L - volatile.

Строго соблюдайте эти правила и будет вам щастье.

Ну и естественно, схема подключения к питанию микроконтроллера - согласно даташита. И никак иначе.

+5. Соблюдайте тайминги по времени переключения канала.

или делайте это только тогда когда это гарантированно режимом работы...

Точнее, наверное, перевести так: "Первое измерение после смены опорного напряжения может быть неточным..." А вот - и смена опоры:

Между VCC и AVCC производитель рекомендует ставить индуктивность и на AVCC - конденсатор.У автора, как я понимаю, МК переводится в энергосберегающий режим. При переходе в этот режим рекомендуется сбрасывать ADEN для уменьшения энергопотребления (как я понимаю: у автора вопроса питание устройства - от батареи, и лишнее потребление ему не к чему).

Тут уже говорилось автору, что он вот так ничего не измерит.
То, что у него есть какой-т там результат, говорит о том, что автор неизвестно чего измеряет на самом деле.
И ни о каких энергосберегающих режимах речи не идет. Тем более с конденсатором в 10 микрофарад на AREF. Это выход опорника, мкротоковый и заряжать 10 микрфарад он будет очень долго.

Если уж экономить на резистивных делителях, то стоит замерять собственный уровень логической единицы поданный на измерительный вход через делитель. Тогда этот делитель можно отключать для экономии.

Ну, почему же? Автор измеряет внутреннее напряжение 1.1В, используя в качестве опорного AVCC. Кстати, для точности измерения Vбат (которое равно VCC) индуктивность между VCC и AVCC, наверное, ставить не нужно.

Выше автор говорил: "Мне кажется, что она появляется после перехода из энергосберегающего режима (Power Down) в активный режим."
Об этом уже сказали выше, и, надеюсь, автор вопроса этому внял...

Может быть, измерения неверные ещё и из-за того, что напряжение на батарее проседает при увеличении потребляемого тока в момент просыпания? Не лучше ли проверить измерения, запитав устройство от хорошего источника питания?

поставил 10н на AREF, попробовал отключить вообще энергосберегающий режим, запитал схему от стабилизированного источника питания - результат один и тот-же: Первое измерение - результат не верный. Спустя секунду - встречаются правильные данные, спустя две секунды - ок.
Все последующие измерения - ок.

между AREF и землей-10н
AVCC замкнуто с питанием VBAT
100н на питании процессора.

Может быть есть у вас возможность в железе посмотреть?

Провел серию измерений: первые два - ошибочны, 300 последующих - точные.

Вы измерение делаете один раз в секунду? Или в цикле - подряд? Или каждую секунду - серию измерений? "Первые два - ошибочны" - это какие два?

Ну например так: есть в устройстве кнопка, когда ее нажимаете, запускается одиночный процесс преобразования. Если кнопку нажимать один раз в секунду то получается:

первый раз - ошибка
второй раз - ошибка (иногда правильно)
все последующие - точно.

если сделать паузу в несколько секунд - все повторяется:

первый раз - ошибка
второй раз - ошибка (иногда правильно)
все последующие - точно.

Относительно чего ПЕРВЫЙ РАЗ? Например, после сброса, после выхода из слипа?
Вообще - первое преобразование практически всегда неточно.
И "ПЕРВЫМ" называется такое преобразование, перед которым трогали ADMUX, выключали питание ADC.

Также имеет значение емкость на AREF. Чтобы что-то быстро замерить и уйти в слип эту емкость надо делать как можно меньше. Иначе после переключения мультиплексора эта емкость будет очень долго заряжаться. И результат будет неверным, пока емкость не зарядится до конца.

Проверьте напряжение на рефе перед ПЕРВЫМ нажатием (то, которое дает ошибку).

А может кто-то наконец внятно объяснить что и относительно чего измеряется? А то из datasheet мне это как-то неочевидно.

Измеряется Bandgap Reference (в m168 Vbg=1.1V) относительно AVCC. Это измерение - такая фича: нужно, собственно, измерить AVCC (оно же VCC) - поэтому измерение "наоборот". Интересное решение для измерения питающего напряжения, когда жесткая нехватка ног на МК...

Один раз в секунду проссыпаюсь из режима Power Down, и делаю вот так:
__disable_interrupt();adc_init();ADCSRA |= (1<<ADEN); __enable_interrupt();
DelayMs(5);
f_bat=(1.1*1024/value_ADC);
V_BAT=(f_bat*100);
__disable_interrupt();ADCSRA &= ~(1<<ADEN); __enable_interrupt();
и снова в спячку

Напряжение на AREF всегда равно питанию.

Схема я думаю примерно такая
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

И меряется Bandgap Reference.
При изменении AVCC (которое и опорное) изменяются значения АЦП. Ведь Bandgap Reference = const

ОК. Теперь понятно. Судя из названия, это напряжение подается только на момент измерения? Или присутствует на (внутреннем) входе мультиплексора постоянно (и в режиме энергосбережения тоже)?

ну так и делайте серию например из 5-10 измерений, первые три отбрасывать, остальные усреднять и в спячку.

Кстати! Bandgap Reference включен, если 1) включен BOD или 2) включен компаратор или 3) включен АЦП. После включения ADEN нужно дождаться выхода на рабочий режим Bandgap Reference (это, наверное, десятки мкс - под рукой нет DS чтобы проверить). Поэтому нельзя выставлять ADEN и ADSC вместе!

все что понял попробовал. BOD у меня включен, после инициализации АЦП делаю паузу, потом запускаю преобразование, но на первых измерениях всегда ошибка. Блин, ну что в ADC может давать такой "фифект"?

Неточный у вас перевод. Не должен иметь в виду, а рекомендуется выбрасывать этот (первый после смены reference) результат измерения.


После выхода из спячки (включения АЦП) сделайте последовательно два измерения, первое выбрасывайте, второе оставляйте. Будет всегда правильно.

ADCSRA = (1 < ADEN);
ADCSRA |= (1 << ADSC) | (1 << ADIF);
while( !(ADCSRA & ADIF)); // <-- дождаться первого результата и выбросить его
ADCSRA |= (1 << ADSC) | (1 << ADIF); <<-- еще раз оцифровать
while( !(ADCSRA & ADIF)); // <-- дождаться второго результата преобразования

result = ADC; <-- пользовать этот результат второго преобразования

Вы бы программу привели: что у Вас получилось после переделок? И потом: "на первых измерения" - как понимать? Вы делаете после просыпания из спячки серию измерений и первое измерение в серии - неверное? Или первое измерение после подачи питания на устройство?

Замечание по ходу. Использование ADC_isr в данном случае ничего не дает, кроме увеличения размера программы.
Алгоритм такой.
Выход из слипа.
Замер.
Отброс первого.
Замер.
Слип.

И никаких прерываний.

измеряет неправильно только один раз (после первого нажатия кнопки), потом виснет в циклах ожидания окончания преобразования. Шота я совсем запутался. Как говорит мой сосед : с мыслью нужно переспать. НУжно наверное отдохнуть.

Нету там смены опоры, REFSx устанавливаются только 1 раз за всю прогу...,
другое дело что включение/выключение заново все переинициализирует и требует перезарядки конденсатора на AREF,
а с измерительным конденсатором все путем(при соблюдении требований даташита по входному сопротивлению),
первый цикл после включения занимает не 13 а 25 тактов fADC.






value_ADC объявлено как volatile ?
чтение value_ADC в основной проге нужно делать с выключенными прерываниями

ну и покажите наконец схему...

А у кого вы научились так АЦП опрашивать? Вот отчего бы не взять способ из даташита?
Что заставляет так сильно усложнять жизнь и портить элементарный алгоритм?

Уберите ненужные прерывания наконец. Тем более, не видно описаний переменных. Если слова volatile в программе не присутствует, то фигня будет...

Ну, и кроме того, не видно к какой слип входит процессор.

просмотрел главу с ацп, но примеров не нашел.


переменная "value_ADC" объявлена,как глобальная и volatile.
энергосберегающий режим: SMCR = (1<<SM1)|(1<<SE);

Я вот тут подумал, Что ошибка измерения всегда одинаковая и составляет что-то около 1,1В! (проверю завтра предметно)

Я завтра соберу вместе все рекомендации, запишу в столбик и поправлю код, но все же может есть возможность в железе проверить у кого? Ведь хорошая штука получается, но у меня шото не работающая


схему чего? всего устройства? обвязки АЦП?
Если второе, то повторяю - нет ничего вообще! ну разве только керамика в 10n на AREFe (но вопросу она не помогла) и 100n на питании проца.

Я лично точно также измеряю абсолютное напряжение на датчике.

На AREF должен быть только конденсатор и БОЛЬШЕ НИЧЕГО!!!! Конденсатор - маленькой емкости. Если нет такого (в наличии) - вообще ничего не ставьте. У меня в такой схеме стоит 100 ПИКОФАРАД.
ADMUX=0x4E. Навечно.

Далее после прoсыпа.
ADCSRA=0x87;
//Тут - задержка на заряд емкости на AREF
//
ADCSRA=0xC7;
while((ADCSRA&(1<<ADSC))!=0);
Battery=ADCL;Battery=Battery+(ADCH<<8);

Если емкость до конца не зарядится - то результат будет неверным.

Чего-то Вы немного промахнулись.
1. В main включать ADEN нужно, примерно, так
ADCSRA |= (1<<ADEN);
или как-то так
ADCSRA = (1<<ADEN)|(1<<ADIE)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS0);
В общем, нужно выставить ADEN и при этом не сбросить другие, нужные биты настроек!
2. Вы встроили пример от defunct, но этот пример не использует прерываний (по готовности), а остальная часть Вашей программы осталась неизменной. Вы уж решите для себя: будите использовать прерывания или нет? Честно говоря, необходимости в прерываниях от АЦП в Вашем случае я не вижу.
3. Bandgap Reference (если он выключен) выходит на режим за 70 мкс. Значит, между установкой в единицу ADEN и стартом преобразования должна быть задержка.
4. Мелочь, конечно, но считать значение АЦП, обычно, лучше так
value_ADC= ADC;

P.S. При инициализации АЦП Вы старт преобразования зачем делаете? Убрать первое после смены опоры преобразование?

Вот еще одна шибка.
MUXn и REFS1:0 биты имеют буферизацию. И новые значения вступают в силу после одного такта АЦП.
DS стр. 249


Отсюда у вас первое ошибочное измерение.
И при смене опоры первое измерение тоже ошибочное. Вот вам и второе ложное измерение.

Все эти биты размещены в одном регистре ADMUX и изменяются в программе один раз. Биты REFS1:0 собственно и определяют опору - поэтому одно действие вызвать два ложных измерения, имхо, не может. Да и между инициализацией АЦП и просыпанием из спячки (когда производится измерение АЦП) пройдёт больше одного такта АЦП.
Возможно, что неверное измерение АЦП при выходе из спячки возникает из-за выключения/включения АЦП битом ADEN. В документации никаких предупреждений по использованию ADEN не нашёл, а сам я таким образом АЦП ни разу не использовал - поэтому это ИМХО.

Вот код автора

В первой строчке он изменяет мультиплексор.
В третий дает старт АЦП.
АЦП стартанет не с этим состояние мультиплексора, а в это состояние он придет после первого преобразования.
А после первого преобразование обнаружится, что и опора сменилась. Вот и еще одно потерянное преобразование.

А это мое ИМХО

Недоставерный результат преобразования после смены опоры связан, скорее всего, с переходными процессами на входе DAC АЦП. К концу первого преобразования переходные процессы закончатся и никто смену опоры уже не обнаружит.

Не путайте товарища. Какие еще 70 микросекунд...
Повесьте на этот вывод электролит и ждать готовности будуте очень долго.

Извините, но это Вы путаете опорное напряжение с Bandgap Reference. Последнее - это внутренний источник напряжения, который может быть подключен на вход АЦП для измерения.
Кстати, внимательное прочтение DS показало, что Vbg - вещь довольно неточная: при типичном значении Vbg=1.1V может принимать значения от 1.0 до 1.2 вольта (для m168). Т.е. предложенным методом ошибка измерения (без калибровки) может достигать 9%.

А вот и нет.
Бангап также подключается (проходит) через АРЕФ. И емкость на этом выводе убьет быстродействие.

Кстати и это напряжение есть функция питающего напряжения. А раз опора - питающее напряжение - то точность хуже не станет. Вернее станет, но не настолько.

Всем спасибо. Работает
ниже приведу код:


Не понял: почему если объявить "value_ADC" локально и, как "unsigned int" программа не работает. Вообще виснет и фик его знает где.

Всем большое спасибо! Палычу и DpInRock - вселенский респект!
По поводу точности могу сказать следующее: С закороченым AVCC на VBAT, без конденсатора на AREF - больше, чем на 0,04-0,08 вольта АЦП не врал. (это при том, что я меряю 3,6вольтовую сборку аккумов) Мои цели, такой точностью, замечательно достигаются.

Ну-у-у... Странная конструкция... Вы пять раз запускаете преобразование, и только последний результат берёте (да и тот сразу после последнего пуска!)... За что боролись? Вроде бы получить верное измерение с первого (ну, может быть, со второго) раза. Выключения АЦП (сброса ADEN) в программе не наблюдается... Регистр ADCSRA в main портится: в init задаётся (1<<ADEN)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS0) в main (1<<ADEN)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1)|(1<<ADPS0). Присваивать регистрам константы (типа 0x87, 0xC7) - моветон!
Имхо, если АЦП не выключать, то этот кусок программы можно записать так(Р.S. думаю, что и for здесь лишний, раз не выключаете АЦП) Или ADEN всё-таки сбрасывается\устанавливается, но не приведено здесь?

Из документации не видно от чего зависит истинное значение Vbg. Может быть от партии к партии МК оно разное, от температуры, питающего напряжения, фиг его знает от чего ещё...

вот:

А, результат работы этого?

Точный процесс аналого-цифрового преобразования с первого раза.
Правда в расчетах V_BAT=(f_bat*100); я делаю V_BAT=(f_bat*100)-250; для того, чтоб разместить значение в "unsigned char". Так нужно. А в коде не стал на этом акцентировать внимание.

Плавающая запятая - не напрягает? Или ресурсов - валом? Наверное лучше было бы как-то так:

V_BAT=(112640L / value_ADC) - 250;

Да, спасибо.
И еще последнее: все таки после "ADCSRA |= (1<<ADEN);" в реальной программе проходит время. Около 2-5ms.
Включается "ацепометр" сразу после выхода из режима сна, потом проделывается определенная работа ,и только потом запускается сам процесс преобразования "ADCSRA|= (1<<ADSC);"