arduino——提升ADC采样速度

提升arduino采样速度

普通的 Arduino UNO 的采样速度

基准电压可通过函数 analogReference（） 或 ADMUX 寄存器中的 REFS[1：0] 位进行设置。

void setup() {Serial.begin(9600);analogReference(INTERNAL); //调用板载1.1V基准源
}void loop() {int i;float voltage;int sensorValue;unsigned long elsp=millis();for (i=0;i<10000;i++){// read the input on analog pin 0:sensorValue = analogRead(A0);}  Serial.println(millis()-elsp);delay(10000);
}

运行结果是 1057 左右，就是说采样10000次用时1.057s，采样频率大约是 9,460.73Hz (次/秒)。

提高采样速度


#ifndef cbi
#define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))
#endif
#ifndef sbi
#define sbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))
#endifvoid setup() {Serial.begin(9600);analogReference(INTERNAL); //调用板载1.1V基准源// set prescale to 16
sbi(ADCSRA,ADPS2) ;
cbi(ADCSRA,ADPS1) ;
cbi(ADCSRA,ADPS0) ;
}void loop() {int i;float voltage;int sensorValue;unsigned long elsp=millis();for (i=0;i<10000;i++){// read the input on analog pin 0:sensorValue = analogRead(A0);}  Serial.println(millis()-elsp);delay(10000);
}

运行输出结果在 148 左右，就是说采样10000次用时0.148s，采样频率大约是 67,567.56Hz (次/秒)。

区别

对ADC预分频寄存器进行操作了

// 用于设置和清除寄存器位的定义sfr:寄存器，bit:寄存器的某个位
#ifndef cbi
#define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))
#endif
#ifndef sbi
#define sbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))
#endif

原理上来说Arduino 的 ADC 是用一种逐次逼近比较的方法来进行ADC转换的。通俗的说就是内部有一个比较器，每次内部升高一个电压和外部指定的Pin进行比较，根据大于小于来判定外部指定脚上的电压。

哪个参考？

要测量模拟信号，必须有一个电压电平与之进行比较。该电压称为基准电压源。在Arduino的ATMEGA328中，该参考电压也是可以测量的最大电压。电压始终相对于地进行测量。Arduino有三个基准电压选项：连接到数字5 V电源线的AVcc，内部1.1 V和使用外部基准电压的选项。由于输入电压的测量是相对于基准电压进行的，因此基准电压的波动将影响结果。

基准电压可通过函数 analogReference（） 或 ADMUX 寄存器中的 REFS[1：0] 位进行设置。

图4：测量半桥电阻时使用5 V基准电压源。

图5：测量外部电压时，使用内部1.1 V或外部基准电压源。

AVcc 基准电压源

AVcc是默认基准电压，仅在测量直接依赖于电源电压的电压时才有用。在这种情况下，必须如图4所示测量半电阻电桥的电压。如果由于某种原因电源电压下降，则两个电阻结上的电压将成比例下降。因为现在基准电压和输入电压成比例变化，ADC结果将保持不变。

内部1.1 V基准电压源

使用内部1.1 V基准电压源精确测量外部电压。1.1 V基准电压源更稳定，几乎不依赖于电源电压或温度。因此，可以进行绝对测量。图5中的示例使用1.1 V基准电压源和10：1电阻分压器来测量0至11 V之间的外部电压。

结束

遍阅人情，始识疏狂之足贵；
备尝世味，方知淡泊之为真。 – 洪应明《菜根谭》