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13.ADC与DAC转换
13.1ADC（模数转换器）介绍
13.1.1ADC的基本概念
ADC（模数转换器）是将模拟信号转换为数字信号的电路。在基于ATmega328P的单片机中，ADC用于读取来自传感器、按钮或其他模拟设备的电压信号，并将其转换为可以由单片机处理的数字值。ATmega328P集成了一个10位的ADC，可以提供从0到1023的数字输出值，对应于0到Vref的模拟输入电压范围。
13.1.2ADC的工作原理
ADC通过采样和量化过程将模拟信号转换为数字信号。采样过程是在特定的时间间隔内测量模拟信号的电压值，量化过程是将测量的电压值映射到最近的数字值。ATmega328P的ADC采用逐次逼近算法（SuccessiveApproximationAlgorithm），通过多次比较来确定最接近的数字值。
13.1.3ADC的配置
ATmega328P的ADC配置涉及多个寄存器，包括ADMUX（ADC多路复用选择寄存器）、ADCSRA（ADC控制与状态寄存器A）、ADCSRB（ADC控制与状态寄存器B）和ADCL、ADCH（ADC数据寄存器低字节和高字节）。
13.1.3.1ADMUX寄存器
ADMUX寄存器用于选择ADC的输入通道和参考电压。其主要位包括：
REFS[1:0]：选择参考电压。
ADLAR：选择结果的左对齐或右对齐。
MUX[4:0]：选择ADC输入通道。
13.1.3.2ADCSRA寄存器
ADCSRA寄存器控制ADC的操作，其主要位包括：
ADEN：使能ADC。
ADSC：开始一次转换。
ADATE：自动触发转换。
ADIF：转换完成标志。
ADIE：转换完成中断使能。
ADPS[2:0]：选择ADC时钟预分频器。
13.1.3.3ADCSRB寄存器
ADCSRB寄存器用于配置ADC的高级功能，如多通道扫描和触发源选择。
13.1.3.4ADCL和ADCH寄存器
ADCL和ADCH寄存器用于读取ADC转换结果。根据ADLAR位的设置，结果可以是左对齐或右对齐。
13.1.4ADC的使用步骤
初始化ADC：配置ADMUX和ADCSRA寄存器。
启动转换：设置ADCSRA寄存器中的ADSC位。
等待转换完成：检查ADCSRA寄存器中的ADIF位。
读取结果：从ADCL和ADCH寄存器中读取转换结果。
13.1.5示例代码：读取模拟输入
以下是一个简单的示例代码，演示如何使用ATmega328P的ADC读取模拟输入并将其显示在串口监视器上。
#includeavr/io.h
#includeutil/delay.h
#includestdio.h
#includeavr/interrupt.h
#defineF_CPUL//设置系统时钟频率为16MHz
//初始化ADC
voidADC_init(){
//选择AVcc作为参考电压
ADMUX=(1REFS0)|(0ADLAR);
//使能ADC，选择预分频器为128
ADCSRA=(1ADEN)|(1ADPS2)|(1ADPS1)|(1ADPS0);
}
//读取ADC值
uint16_tADC_read(uint8_tchannel){
//选择输入通道
ADMUX=(ADMUX0xF0)|(channel0x0F);
//开始转换
ADCSRA|=(1ADSC);
//等待转换完成
while(ADCSRA(1ADSC));
//读取结果
returnADC;
}
//初始化USART
voidUSART_init(){
//设置波特率为9600
UBRR0H=(uint8_t)(1038);
UBRR0L=(uint8_t)103;
//使能接收和发送
UCSR0B=(1TXEN0);
//设置字符格式（8位数据，1位停止位，无校验）
UCSR0C=(1UCSZ00)|(1UCSZ01);
}
//发送一个字符
voidUSART_transmit(chardata){
/