基于ATmega32单片机使用AD637和AD7705测量交流电压的电路和程序

基于ATmega32单片机使用AD637和AD7705测量交流电压的电路和程序

电路图

电路说明

1. AD637用于将交流电压转换为直流电压，其输入为交流电压，输出为直流电压
2. AD7705用于将直流电压转换为数字信号，其输入为AD637输出的直流电压，输出为单片机可读取的数字信号
3. 单片机使用ATmega32，通过SPI接口读取AD7705的数字信号

单片机程序

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>

#define SS PB4 // SPI Slave Select
#define SCK PB5 // SPI Clock
#define MISO PB6 // SPI Master In Slave Out
#define MOSI PB7 // SPI Master Out Slave In

volatile uint16_t adc_value = 0;

ISR(SPI_STC_vect) {
  uint8_t data = SPDR;
  if (data & 0x80) {
    adc_value = (adc_value << 8) | data;
  }
}

void spi_init() {
  DDRB |= (1 << SS) | (1 << SCK) | (1 << MOSI); // set SS, SCK, MOSI as output
  DDRB &= ~(1 << MISO); // set MISO as input
  PORTB |= (1 << SS); // set SS high
  
  SPCR |= (1 << MSTR) | (1 << SPE) | (1 << SPR1); // enable SPI as master, set clock divider to 16
  SPCR |= (1 << SPIE); // enable SPI interrupt
}

int main() {
  spi_init();
  sei(); // enable interrupts
  
  while (1) {
    PORTB &= ~(1 << SS); // select AD7705
    SPDR = 0x38; // start communication, read channel 0
    while (!(SPSR & (1 << SPIF))); // wait for SPI transmission to complete
    SPDR = 0x00; // send dummy byte
    while (!(SPSR & (1 << SPIF))); // wait for SPI transmission to complete
    PORTB |= (1 << SS); // deselect AD7705
    _delay_us(1); // wait for a short time
    
    PORTB &= ~(1 << SS); // select AD7705
    SPDR = 0x38; // start communication, read channel 0
    while (!(SPSR & (1 << SPIF))); // wait for SPI transmission to complete
    SPDR = 0x00; // send dummy byte
    while (!(SPSR & (1 << SPIF))); // wait for SPI transmission to complete
    PORTB |= (1 << SS); // deselect AD7705
    _delay_us(1); // wait for a short time
    
    uint16_t value = adc_value >> 8;
    uint8_t sign = adc_value & 0x80;
    uint8_t status = adc_value & 0x7F;
    
    if (sign) {
      value = ~value;
      value &= 0x7FFF; // clear sign bit
      value++;
    }
    
    if (status == 0x11) { // data ready
      float voltage = ((float)value / 65536.0) * 5.0;
      // do something with voltage
    }
    
    _delay_ms(100);
  }
  
  return 0;
}

程序说明

1. 初始化SPI接口，设置ATmega32为SPI主机，设置SPI时钟分频为16，在主机模式下使能SPI接口和SPI中断
2. 在主循环中，读取AD7705的通道0的数据，解析AD7705输出的16位数字信号
3. 如果数据准备好，将ADC读数转换为电压值，进行一些处理并使用该值进行后续操作

注意事项

1. 在使用SPI接口时，需要将SS引脚设置为输出并保持高电平，否则SPI接口无法正常工作
2. AD7705的输出数据为16位，其中高8位为数据，低8位为状态字，需要进行解析
3. 在单片机程序中，需要使用'volatile'关键字声明'adc_value'变量，以确保中断服务程序可以正确访问该变量