AVR Diverse Atmega Modelle

  • Hallo zusammen,


    ich habe bei den 8 bit Mikrocontrollern mit dem Entwicklungsboard my avr MK2 begonnen.


    https://shop.myavr.de/Systembo…p=article.sp.php&artID=40


    Mein Ziel war es zunächst Wechselspannungssignale im Bereich von 50 Hz einzulesen und die RMS Werte, Phasenlage und auch Abtastwerte in einem Terminalprogramm auszugeben.

    Ich habe den Atmega 8 auf dem Board durch einen Atmega 328P ausgetauscht um den ADC Hardwaremäßig durch den Timer triggern zu können. Das ermöglicht äquidistante Abtastwerte

    und eine insgesamt schnellere Abtastung.

    Soweit funktioniert das nun alles und ich werde die Lösung bald hier vorstellen.


    Gruß


    Batflex

  • Abtasten von Wechselspannungen mit einem AVR Mikrocontroller




    In diesem Artikel wird gezeigt wie mit einem AVR Atmega Mikrocontroller Wechselspannungen abgetastet werden können. Dazu wird das myAVR Board MK2 verwendet (Bild 1). Der im Board verwendete Atmega 8 Mikrocontroller wurde durch einen Atmega 328P Mikrocontroller ersetzt, da der Atmega 328P im Gegensatz zum Atmega 8 hardwareseitige Interrupts durch den Timer erlaubt. Als Software zum programmieren des Mikrocontrollers wurde Bascom eingesetzt.



    Mikrocontrollerboard myAVR MK2




    Bild 1: myAVT Board MK2




    En Funktionsgenerator (Bild 2) wurde an den Pin PC0 (ADC0, Pin23) und an Masse des Atmega 328P angeschlossen.




    Funktionsgenerator KKMOON FY6900




    Bild2: Funktionsgenerator zur Erzeugung der Wechselspannung







    Der Offset des Funktionsgenerators wurde so gewählt das keine negative Spannung am ADC Eingang anliegt (Bild 3). Das wurde zunächst mit einem Oszilloskop geprüft (Bild4).




    Screenshot des Oszilloskops




    Bild 3: Wechselspannung ohne negativen Anteil







    Oszilloskop




    Bild4: Überprüfung des ADC Eingangssignals mit dem Oszilloskop







    Das Bascom Programm ist in Listing 1 dargestellt. Als Terminalprogramm zum einlesen der Messwerte in den PC wurde Hterm eingesetzt. Damit Hterm die Werte einlesen kann, muss der Programmer des MK2 Boards mittels des Programms mySmartUSB-Terminal in den Daten-Modus versetzt werden. Das Terminalprogramm kann die eingelesenen Daten dann als ASCII Datei speichern, welche dann wiederum in Excel importiert werden können. In Bild 5 sind die eingelesenen Messwerte dargestellt. Der Mikrokontroller hat alle 200µs einen Messwert erfasst. Es liegen also 100 Messwerte pro Periode vor bei einer hier verwendeten Eingangssignalfrequenz von 50 Hz.




    Eine Übersicht der genutzten Register ist als Excel Tabelle verfügbar.




    Excel Darstellung der Messwerte




    Bild 5: In Excel eingelesene Messwerte



    Listing 1:


    $crystal = 16000000 ‘Hier wird eine Quarfrequenz von 16 MHz eingestellt

    $regfile = "m328pdef.dat" ‘Die Definitionsdatei für den Atmega328P wir ausgewählt

    $baud = 19200 ‘Die Übertragungsgeschwindigkeit zum PC wird auf 19200 Baud eingestellt

    Admux = &B01000000 ‘Einstellen des Admux Registers

    ‘Bit 7 (REFS1) und 6 (REFS0) (01) -> Spannungsreferenz für den AD-Wandler einstellen. (01) bedeutet ‘AVCC mit externen Kondensator an AREF pin

    ‘Bit 5(ADLAR) (0) -> Ergebnisse Links- oder Rechtbündig im ACDL und ADCH Register. (0) bedeutet

    ‘rechtsbündig

    ‘Bit 4 ist reserviert

    ‘Bits 3 bis 0(MUX3 – MUX0) (0000) ->Auswahl ADC Kanal. (0000) bedeutet ADC0

    Adcsra = &B11101111 ‘Einstellen des ADCSRA Registers

    ‘ Bit 7 (ADEN) (1)-> AD einschalten

    ‘Bit 6 (ADSC) (1)-> ADC Wandlung starten

    ‘Bit 5 (ADATE) (1)-> Automatischer Trigger ein, Triggerquelle wird gewählt durch ADTS Bits in Register

    ‘ADCSRB

    ‘Bit4 (ADIF) (0) -> Wird gesetzt wenn die AD-Wandlung abgeschlossen ist.

    ‘Bit3 (ADIE) (1) -> ADC Interrupt ein

    ‘Bits2 bis 0 (ADPS2-0) -> Stellt den Prescaler des AD-Wandlers ein. Der Prescaler ist so zu wählen,

    ‘das der AD-Wandler Takt zwischen 50 und 200kHz liegt. Hier: (111) entspricht Prescaleer von 128

    ‘ Bei 16MHz Chiptakt ergibt sich ein AD-Wandlertakt von 16MHz/128=125kHz.

    ADCSRB = &B00000101 ‘Bit6 (ACME) (0) -> Analog Komparator Multiplexer einschalten

    ‘Bit2 bis 0 (101) -> ADC Auto Trigger quelle wählen. Hier (101) Timer/Counter 1 compare match B.

    ‘Die restlichen Bits sind nicht belegt

    On Adcc Adcinterrupt 'ADCC = AD Conversion Complete

    Dim Array_bits(500) As Word ‚Array mit 500 16 bit Werten zur Speicherung der AD Daten

    Dim Qadc As Word 'nimmt bis zu 16 bits auf. Hier hin werden die 10 bit Ergebnisse des AD Wandlers ‘gespeichert

    Dim Xadcl As Byte At Qadc Overlay ‘Xadcl wird an die Adresse von Qadc gespeichert

    Dim Xadch As Byte At Qadc + 1 Overlay ‘Xadch wird an die Adresse von Qadc +1 gespeichert

    Dim Value As Single

    Dim Adc_complete As Bit

    Dim I As Long

    Compare1a = 3200 'Compare Wert muss in COMPARE1A eingetragen werden

    Config Timer1 = Timer , Prescale = 1 , Clear Timer = 1 , Compare B = Disconnect

    ‘Definition des 16 bit Timers mit einem Prescaler von 1. Der Timer bewirkt alle

    ‘ 1/16000000*3200=200μs einen Interrupt aus

    Enable Compare1b

    Enable Interrupts

    I = 1


    Do

    Loop Until Adc_complete = 1 ‘Schleife läuft solange bis 500 AD-Wandlungen abgeschlossen sind


    Disable Interrupts ‘Dann werden die Interrupts deaktiviert



    Do ‘Diese Schleife sorgt mit Ihren Aufrufen für die Berechnung des Messwertes aus den AD-Werten

    ‘und gibt die 500 Messwerte über die serielle Schnittstelle an das Terminalprogramm weiter.

    For I = 1 To 500

    Qadc = Array_bits(I) '16 bit Wert für Wert wieder in Word Variable schreiben um sie im Unterprogramm anzupassen und auszugeben

    Gosub Calculatevalue ‘Unterprogramm Aufruf

    Gosub Printvalue ‘Unterprogramm Aufruf zum aufgeben der Messwerte über die Schnittstelle

    Waitms 5

    Next I

    Loop



    Calculatevalue: ‘Unterprogramm zur Berechnung der Messwerte in Volt aus den AD-Werten

    Value = Qadc * 4.73

    Value = Value / 1023

    Return


    Printvalue: ‘Unterprogramm zur Augabe der Messwerte über die serielle Schnittstelle

    Print Value

    Print " "

    Return


    Adcinterrupt: ‘Unterprogramm welches vom Befehle „On Adcc Adcinterrupt“ aufgerufen wird

    ‘und die AD-Werte in Variablen Speichert

    Incr I

    Xadcl = Adcl ' ADCL und ADCH sind Register die das Ergebnis der AD-Wandlung enthalten

    Xadch = Adch

    Array_bits(I) = Qadc 'Speicherung des aktuellen ADC Wertes in ein 500 Werte Array wobei jeder Wert ein 16 Bit (Word) Wert ist

    If I = 500 Then Adc_complete = 1 ‘Wenn 500 Werte eingelesen sind dann aufhören

    Return

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