Ревич, Ю.В. Программирование микроконтроллеров AVR: от Arduino к ассемблеру

50 Часть /. Общие принципы устройства и функционирования Аtте/ АVR вых шумов . Для этого рекомендуется, как минимум, не использовать оставшиеся выводы того же порта, к которому подключен АЦП (обычно это порт А), для обра­ ботки цифровых сигналов, правильно разводить платы, а как максимум - допол­ нительно к тому еще и включать специальный режим ADC Noise Reduction (что, впрочем, не всегда удобно - см. главу 1 1) . На самом деле добиться указанной в документации абсолютной точности в 8 разря­ дов можно только в теории - слишком от многих факторов она зависит. Поэтому прецизионной измерительной системы на основе такого АЦП построить не удаст­ ся - на практике следует ориентироваться на абсолютную точность в пределах 0,8- 1 % от шкалы, чего достаточно для рядовых бытовых приборов. Для подобных задач всегда важней не точность, а стабильность преобразования (чтобы прибор при одинаковом входном сигнале всегда показывал одно и то же значение и не «мельтешил» младшим разрядом), а в этом плане встроенный АЦП вполне на уровне, особенно если применить программные меры подавления дребезга (см. главу 1 1) . К любому аналого-цифровому преобразователю обязательно прилагается источник опорного напряжения, который играет роль эталонной измерительной линейки - относительно него отсчитываются уровни входного напряжения. Обычно для встроенного АЦП за такой источник принимают напряжение питания аналоговой части AVCC (заметьте, что оно по идее должно быть отдельным или хотя бы «раз­ вязанным)) с цифровым, чем в Arduino пренебрегают) . Но иногда необходимо иметь абсолютную шкалу относительно точно известной величины напряжения, тогда к АЦП лучше подключать внешний прецизионный опорный источник, - напри­ мер, из серии REF 1 9x фирмы Analog Devices (выводAREF - он имеется и на неко­ торых платах Arduino). В составе АVR имеется и встроенный опорный источник (ИОН) напряжением около 1 , 1-1 ,3 вольта (для АЦП он во многих моделях усили­ вается до 2,56 вольта), но по разбросу от экземпляра к экземпляру (в пределах ±0,08 вольта, т. е. примерно ±6%) он годится только для не очень ответственных случаев. ЗАМЕТКИ НА ПОЛЯХ Мне всегда было интересно, почему в некоторых моделях Тiпу (включая ATtiny231 3) при номинальном напряжении 1 , 1 вольта встроенный ИОН имеет существенно мень­ ший разброс, чем у Mega: ±0,9% (от 1 , 1 1 до 1 , 1 2 В) , и почему нельзя было добиться того же самого в семействе Mega? Сам по себе опорный источник AVR не так уж и плох - он основан на вполне стандартном способе получения точного напряжения : это т. н. «Uбэ-стабилитрон» , или стабилитрон «С напряжением запрещенной зоны» . По сути , это два последовательных р-п-перехода в диодном включении , которые ком­ пенсируют друг друга при изменениях тока и температуры . Тот же способ использует­ ся для получения очень точных опорных источников вроде упомянутой серии REF 1 9x фирмы Analog Devices. Источник мало потребляет (микроамперы) и имеет стабиль­ ность в рабочем диапазоне температур в единицы милливольт (температурный дрейф, если верить графикам в документации , порядка 0 , 005% на 0С, что в целом очень неплохо) . Неприятный разброс от экземпляра к экземпляру (на уровне обычного стабилитрона) остается основным препятствием к его применению - так что, кроме уж очень некритичных к точности применений , схема с участием встроенного ИОН требует индивидуальной калибровки .