AVR ATMega328P ADC通道选择问题

Question

我现在正在修补ATMega328P，想要通过ADC读取引脚的模拟值，只需将值输出到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);
    }
}

除了频道选择之外，这种方式很好。 当我选择一个频道时它工作正常，但独立于所选频道，频道0也总是读取和转换。 我的意思是，如果我将电缆插入选定的通道引脚，它会正确读取值。 当我将其插入任何其他通道引脚时，它显然没有，除了ADC0。 无论我设置哪个通道，不仅可以读取，还可以读取ADC0。

为什么这样，我该如何解决？

我已经检查了我的PCB焊接桥，但没有，我也期望有一些稍微不同的行为。

此外，ADC4和ADC5似乎也没有正确转换。 知道为什么会这样吗？ 我在数据表中找到的唯一线索是，这两个使用数字电源，而所有其他ADC都使用模拟电源。 有什么区别，为什么它重要，为什么它没有正确转换我的anlogue信号？

ARef和AVCC都是根据数据表连接的，但ARef的电感器缺失了。

Answer 1

我认为发生的事情就是这样

ADMUX &= (0xF0);

将通道设置为0，然后

ADMUX |= (channel & 0x0F);

然后将频道设置为您想要的频道。 然后你正在读取并抛出结果，这意味着初始通道设置为0并不重要。

然而 ，当您尝试获取实际读数时，您将再次设置通道，方法是使用read_adc读取读数。 所以，你永远不会抛弃阅读。

我要做的是用以下代码替换你的ADMUX设置命令：

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

然后将其移动到一个名为set_adc_channel(int channel)的单独函数中。 在该函数中包含一次丢弃读取，然后从read_adc函数中删除ADMUX设置。 只需启动转换并获得结果。

另请注意，由于您只使用一个通道，因此可以将通道设置部件移动到init_adc() 。 我假设它是在一个单独的函数中，所以你以后可以读取多个通道。

我希望这很清楚。 如果没有，请告诉我。

Answer 2

编辑：正如你所说， ADIF实际上是通过编写逻辑1来重置的。我刚刚测试了你的adc_read函数，它对我有效（如果你不介意Arduino混合）

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;
}

void setup() {
  Serial.begin(57600);
  //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);

  pinMode(A0, INPUT_PULLUP);
  pinMode(A1, INPUT_PULLUP);
  pinMode(A2, INPUT_PULLUP);
  pinMode(A3, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  Serial.println(read_adc(0));
  Serial.println(read_adc(1)); 
  Serial.println(read_adc(2)); 
  Serial.println(read_adc(3)); 

  delay(1000);
}

我只需将其中一个通道连接到3.3V引脚，它就会读取713。 其他渠道被拉至1017左右。