c - AVR ATMega328P ADC channel 选择问题

Question

我现在正在摆弄 ATMega328P，希望通过 ADC 从引脚读取模拟值，然后将该值简单地输出到 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 channel 选择之外，这工作得很好。当我选择一个 channel 时，它工作正常，但与所选 channel 无关， channel 0 也始终会读取和转换。我的意思是，如果我将电缆插入选定的 channel 引脚，它会正确读取值。当我将其插入任何其他 channel 引脚时，显然没有，除了 ADC0。无论我设置哪个 channel ，不仅会读取该 channel ，还会读取 ADC0。

为什么会这样以及如何解决这个问题？

我已经检查了 PCB 上的焊桥，但没有焊桥，而且我预计会有一些稍微不同的行为。

此外，ADC4 和 ADC5 似乎也无法正确转换。知道为什么吗？我在数据表中发现的唯一线索是，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，为什么它很重要，为什么它不能正确转换我的模拟信号？

ARef 和 A​​VCC 均根据数据表进行连接，但 ARef 的电感器缺失。

Answer 1

我认为正在发生的事情是这样的

ADMUX &= (0xF0);

将 channel 设置为 0，并且

ADMUX |= (channel & 0x0F);

然后将 channel 设置为您想要的 channel 。然后，您将读取读数并丢弃结果，这意味着将初始 channel 设置为 0 并不重要。

但是，当您尝试获取实际读数时，您将通过使用 read_adc 获取读数来再次设置 channel 。所以，你永远不要扔掉阅读的内容。

我要做的是将 ADMUX 设置命令替换为:

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

然后将其移至一个名为 set_adc_channel(int channel) 的单独函数中。在该函数中包含一次性读取，然后从 read_adc 函数中删除 ADMUX 设置。只需开始转换即可获得结果。

另请注意，由于您只使用一个 channel ，因此您可以将 channel 设置部分移至 init_adc()。我假设它位于一个单独的函数中，这样您以后就可以阅读多个 channel 。

我希望这是清楚的。如果没有请告诉我。