// ICC-AVR application builder : 2007-3-15 8:22:58
// Target : M16
// Crystal: 7.3728Mhz
// AVR 模擬比較器使用范例

/*
AVR的模擬比較器模塊可以用來比較接在AIN0(mega16 PB2的第二功能)和AIN1(PB3)兩個引腳的電壓大小。
程序操作流程：初始化 >> 開中斷 >> 中斷服務程序判斷，比較結果將會同步到
模擬比較器控制和狀態寄存器－ACSR的第五位ACO，檢測ACO的值就可以得出比較結果。AIN0<AIN1(ACO=0)；AIN0>AIN1(ACO=1)
*/
#include <iom16v.h>
#include <macros.h>
#include "delay.h"

//管腳定義
#define LED0		0 	//PB0
#define AIN_P		2 	//PB2(AIN0)
#define AIN_N		3 	//PB3(AIN1)

//宏定義
#define LED0_ON()		PORTB|= (1<<LED0)   //輸出高電平，燈亮
#define LED0_OFF()		PORTB&=~(1<<LED0)	//輸出低電平，燈滅

//常量定義
/*
	模擬比較器的正輸入端由 ACBG位決定，=0選擇AIN0引腳，=1選擇1.23V內部能隙基準源

  模擬比較器多工輸入 （不常用，因為ADC將無法使用）
	可以選擇ADC7..0 之中的任意一個來代替模擬比較器的負極輸入端。
	ADC復用器可用來完成這個功能。
	當然，為了使用這個功能首先必須關掉ADC。
	如果模擬比較器復用器使	能位(SFIOR 中的ACME) 被置位，且ADC 也已經關掉(ADCSRA 寄存器的ADEN 為0)，
	則可以通過ADMUX 寄存器的MUX2..0 來選擇替代模擬比較器負極輸入的管腳，
	如果ACME 清零或ADEN 置位，則模擬比較器的負極輸入為AIN1。
	
*/
#define AC_ADC0		 	0x00		//ADC0
#define AC_ADC1		 	0x01		//ADC1
#define AC_ADC2		 	0x02		//ADC2
#define AC_ADC3		 	0x03		//ADC3
#define AC_ADC4		 	0x04		//ADC4
#define AC_ADC5		 	0x05		//ADC5
#define AC_ADC6		 	0x06		//ADC6
#define AC_ADC7		 	0x07		//ADC7

void port_init(void)
{
 PORTA = 0x00;
 DDRA  = 0x00;
 PORTB = ~((1<<AIN_P)|(1<<AIN_N)); //作模擬比較器輸入時，不可使能內部上拉電阻。
 DDRB = (1<<LED0);				//PB0作輸出
 PORTC = 0x00; //m103 output only
 DDRC  = 0x00;
 PORTD = 0x00;
 DDRD  = 0x00;
}

/*
初始化的步驟，關中斷，更改ACSR的值，配置模擬比較器，開中斷。
*/
//Comparator initialize
// trigger on: Output toggle
void comparator_init(void)
{
 ACSR = ACSR & 0xF7; //ensure interrupt is off before changing
 //上面一句會使ACIE為零，不允許中斷
 ACSR=(1<<ACIE);
  // 使能模擬比較器中斷，比較器輸出變化即可觸發中斷，AIN0為正輸入端，AIN1為負輸入端。
}

#pragma interrupt_handler ana_comp_isr:17
void ana_comp_isr(void)
{
 //analog comparator compare event
     //硬件自動清除ACI標志位
    delay_us(10);
    if ((ACSR&(1<<ACO))==0)	//檢測ACO
	   						//Bit 5 ACO: 模擬比較器輸出	模擬比較器的輸出經過同步后直接連到ACO。
    	LED0_ON();			//如果AIN0<AIN1(ACO=0),LED亮		
    else
    	LED0_OFF();			//否則 LED滅
    delay_ms(200); 		//當電壓差接近0V時，模擬比較器會產生臨界抖動，故延時200mS令肉眼能看到  
}

//call this routine to initialize all peripherals
void init_devices(void)
{
 //stop errant interrupts until set up
 CLI(); //disable all interrupts
 port_init();
 comparator_init();

 MCUCR = 0x00;
 GICR  = 0x00;
 TIMSK = 0x00; //timer interrupt sources
 SEI(); //re-enable interrupts
 //all peripherals are now initialized
}

void main(void)
{
 init_devices();
 while(1)
 ;
}

/*
程序測試：

       VCC      VCC
        |        |
       | |      | |               
 AIN0--|W|      |W|--AIN1  PB0---R---LED--
       | |      | |                       |
        |        |                        |
       GND      GND                      GND
 
	兩個電位器，一端接VCC,一端接地，構成電位器分壓電路
    AIN0和AIN1都分別接到電位器的中心抽頭。
    PBO輸出串電阻驅動LED,高電平有效。
    然后分別旋轉電位器，增減抽頭的電壓，將會發現PB0的輸出(LED0)會根據 AIN0/AIN1的電壓關系變動
    由于電源紋波，IO電流及外界干擾的影響，當電壓差接近0V時，模擬比較器會產生臨界抖動，AIN0/AIN1對地并上小電容可以改善這種情況。
 
    只有一個電位器時，可以變通
    1 可以使能ACBG，利用1.23V內部能隙基準源代替AIN0作模擬比較器的正輸入端。
	    ACSR=(1<<ACIE)|(1<<ACBG);
    2 可以使能ADC的內部2.56V電壓基準，然后把AIN0或AIN1連接到pin32 AREF腳。
   		ADCSRA=(1<<ADEN);  //需要打開ADC
   		ADMUX=(1<<REFS1)|(1<<REFS0);

*/


/*
    模擬比較器控制和狀態寄存器－ACSR
    
    Bit 7 – ACD: 模擬比較器禁用
    模擬比較器上電默認是已經工作中的，跟其他的模塊有所不同
    ACD置位時，模擬比較器的電源被切斷。可以在任何時候設置此位來關掉模擬比較器。
    這可以減少器件工作模式及空閑模式下的功耗。
    改變ACD位時，必須清零ACSR 寄存器的ACIE位來禁止模擬比較器中斷。否則ACD改變時可能會產生中斷
    
    Bit 6 – ACBG: 選擇模擬比較器的能隙基準源
	ACBG 置位后，模擬比較器的正極輸入由1.23V能隙基準源所取代。否則， AIN0 連接到模擬比較器的正極輸入。
	
	Bit 5 – ACO: 模擬比較器輸出
	模擬比較器的輸出經過同步后直接連到ACO。同步機制引入了1-2 個時鐘周期的延時。
	
	Bit 4 – ACI: 模擬比較器中斷標志
	當比較器的輸出事件觸發了由ACIS1 及ACIS0 定義的中斷模式時，ACI 置位。
	如果ACIE	和SREG 寄存器的全局中斷標志I 也置位，那么模擬比較器中斷服務程序即得以執行，同時ACI 被硬件清零。
	ACI 也可以通過寫"1” 來清零。
	
	Bit 3 – ACIE: 模擬比較器中斷使能
	當ACIE 位被置"1” 且狀態寄存器中的全局中斷標志I 也被置位時，模擬比較器中斷被激活。
	否則中斷被禁止。
    
    Bit2 – ACIC: 模擬比較器輸入捕捉使能
	這個功能用于檢測一些微弱的觸發信號源，節省一個外部運放。
    ACIC置位后允許通過模擬比較器來觸發T/C1 的輸入捕捉功能。
    此時比較器的輸出被直接連接到輸入捕捉的前端邏輯，從而使得比較器可以利用T/C1 輸入捕捉中斷邏輯的噪聲抑制器及觸發沿選擇功能。
	為了使比較器可以觸發T/C1 的輸入捕捉中斷，定時器中斷屏蔽寄存器TIMSK 的TICIE1	必須置位。
    ACIC 為"0” 時模擬比較器及輸入捕捉功能之間沒有任何聯系。
	
	Bits 1, 0 – ACIS1, ACIS0: 模擬比較器中斷模式選擇
	這兩位確定觸發模擬比較器中斷的事件。
	ACIS1 ACIS0 	中斷模式
	  0 	0 比較器輸出變化即可觸發中斷
	  0 	1 保留
	  1 	0 比較器輸出的下降沿產生中斷
	  1 	1 比較器輸出的上升沿產生中斷
	需要改變ACIS1/ACIS0 時，必須清零ACSR 寄存器的中斷使能位來禁止模擬比較器中斷。否則有可能在改變這兩位時產生中斷。
    */