7) ADC

ADC 暫存器

ADC (Analog to Digital Convertor) 是類比轉數位的模組。ADC 受底下這幾個暫存器控制:

1. ADMUX: 參考電壓的選擇 (透過 REFS0 和 REFS1 位元)，轉換結果靠右或靠左對齊的選擇 (透過 ADLAR 位元)以及 Channel 的選擇 (透過 MUX3:MUX0 位元)
2. ADCSRA 暫存器: 啟用 ADC(ADEN), 開始 ADC 轉換 (ADSC), 啟用中斷 (ADIE) 以及 Prescale 的設定 (透過ADPS2:ADPS0 位元)
3. ADCL 及 ADCH 暫存器: 存放 ADC 轉換結果

ADC 可以用中斷的方式運作，不過不在本文的討論範圍。

底下簡介各個暫存器:

首先是 ADMUX – ADC Multiplexer Selection Register:

值得注意是:

1. REFS1 和 REFS0 位元是設定參考電壓，一般來說，使用 AVCC 就可以了 (即 01)
2. ADLAR (ADC Left Adjust Result) 用來選擇轉換結果要靠右或靠左對齊，0 代表靠右對齊，1 代表靠左對齊

接著是 ADCSRA – ADC Control and Status Register A:

ADCSRA 是 ADC 模組的主要控制暫存器，用來啟用 (ADEN)、啟動轉換 (ADSC)、設定中斷 (ADIE) 以及選擇 Prescale (ADPS2:ADPS0)。ADPS2:ADPS0 可設定的值為:

值得注意的是，要使用 ADC 轉換:

1. 必須把 ADC clock 設在 50 KHz ~ 200 KHz 之間，也就是說，如果是 CPU clock 是 16 MHz，那麼 Prescale 應設為 128，因為 16 MHz / 128 = 125 KHz
2. 把 ADEN 設成 1 以啟用 ADC
3. 把 ADSC 設定為 1 開始轉換，當轉換完畢時 ADSC 會變成 0

最後是 ADCL 和 ADCH 暫存器:

這兩個暫存器比較簡單，只是用來存放轉換結果。要注意的是，轉換結果會受 ADLAR 位元 (屬於 ADMUX 暫存器)的影響。

要特別注意的是，一定要先讀取 ADCL 再讀 ADCH，因為一讀 ADCL 後，ADCH 就不會再更新，直到 ADCH 被讀取為止。

實驗目的

使用可變電阻 (potentiometer) 控制 LED 的燈光亮度，達到調光的目的。

接線

程式

先來看用 Arduino 寫的程式:

當你旋轉可變電阻，Serial Port 上顯示的數值也會跟著改變，而且 LED 燈號的亮度也會跟著改變。

接著我們自己來寫個 analogRead() 函式:

這個 my_analogRead() 函式跟 Arduino 的 analogRead() 功能是一樣的。