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Entwickler Magazin
Teil 3: Analoge Signale umwandeln und auswerten

Die Welt regeln und steuern

Es ist schön, eine LED mit einem Mikrocontroller blinken zu lassen. Es ist noch schöner und spannender, wenn die Frequenz dabei über ein Potenziometer geregelt werden kann. Und natürlich bietet ein Mikrocontroller dafür die passende Peripherie: einen A/D-Wandler.

Danny Reinhold


Der PIC18F25K50-Mikrocontroller kann analoge Signale messen und in digitale Werte umwandeln, was sehr nützlich für uns ist. Mit diesem Feature beschäftigen wir uns in diesem Teil der Artikelserie zu PIC-Mikrocontrollern.

Dem Mikrocontroller werden eine Referenzmasse und eine Referenzspannung vorgegeben. In den meisten Fällen dient als Referenzmasse einfach die am Pin VSS angeschlossene Masse und als Referenzspannung einfach die Betriebsspannung VDD, die am Mikrocontroller anliegt. Man kann aber auch tatsächlich abweichende Referenzen an bestimmte Pins anlegen und den Mikrocontroller so konfigurieren, dass diese verwendet werden. Allerdings sind die erlaubten Abweichungen zu VDD und VSS dabei nicht allzu groß. In der Praxis arbeitet man deshalb – und auch, um weniger Pins des Mikrocontrollers zu belegen – in der Regel mit VSS als Referenzmasse VREF- und mit VDD als Referenzspannung VREF+.

Das zu messende Signal wird in Form einer Spannung an einen analogen Eingabepin des Mikrocontrollers gelegt; beim PIC18F25K50 ist das einer der Pins von Port A. Wir werden den Pin RA0 verwenden, der in seiner Verwendung als analoger Eingabepin auch als AN0 bezeichnet wird.

Um ein veränderliches Signal zu erzeugen, das gemessen werden kann, wird einfach ein Potenziometer angeschlossen. Falls Sie noch nie mit Potenziometern gearbeitet haben und sich darüber wundern, dass ein Potenziometer drei Anschlüsse hat, die meistens nicht beschriftet sind: Die beiden äußeren Anschlüsse sind in der Regel über eine Kohleschicht (Widerstand) miteinander verbunden. Wir verwenden hier ein Potenziometer mit 470 Ohm. Der Widerstand zwischen den beiden äußeren Anschlüssen beträgt deshalb in etwa eben diese 470 Ohm. Der mittlere Anschluss kann über eine Drehbewegung auf der Kohle bewegt werden. Der Widerstand, der zwischen diesem Anschluss und einem der äußeren Anschlüsse gemessen werden kann, hängt von der Stellung des Potenziometers ab und liegt zwischen 0 und 470 Ohm. Beim Anschluss ist einfach darauf zu achten, dass an die beiden äußeren Anschlüsse +5 V bzw. GND angelegt wird, wobei egal ist, welcher Anschluss GND und welcher +5 V erhält. Der mittlere Pin wird an den Pin RA0 (=AN0) des Mikrocontrollers angeschlossen. Dadurch kann mit dem Potenziometer die an RA0 anliegende Spannung zwischen 0 V und 5 V eingestellt werden.

Der A/D-Wandler (Analog-Digital-Wandler) des Mikrocontrollers zerlegt den Bereich zwischen VREF- und VREF+ in 1 024 verschiedene Werte zwischen 0x000 und 0x3FF und ermittel...

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Teil 3: Analoge Signale umwandeln und auswerten

Die Welt regeln und steuern

Es ist schön, eine LED mit einem Mikrocontroller blinken zu lassen. Es ist noch schöner und spannender, wenn die Frequenz dabei über ein Potenziometer geregelt werden kann. Und natürlich bietet ein Mikrocontroller dafür die passende Peripherie: einen A/D-Wandler.

Danny Reinhold


Der PIC18F25K50-Mikrocontroller kann analoge Signale messen und in digitale Werte umwandeln, was sehr nützlich für uns ist. Mit diesem Feature beschäftigen wir uns in diesem Teil der Artikelserie zu PIC-Mikrocontrollern.

Dem Mikrocontroller werden eine Referenzmasse und eine Referenzspannung vorgegeben. In den meisten Fällen dient als Referenzmasse einfach die am Pin VSS angeschlossene Masse und als Referenzspannung einfach die Betriebsspannung VDD, die am Mikrocontroller anliegt. Man kann aber auch tatsächlich abweichende Referenzen an bestimmte Pins anlegen und den Mikrocontroller so konfigurieren, dass diese verwendet werden. Allerdings sind die erlaubten Abweichungen zu VDD und VSS dabei nicht allzu groß. In der Praxis arbeitet man deshalb – und auch, um weniger Pins des Mikrocontrollers zu belegen – in der Regel mit VSS als Referenzmasse VREF- und mit VDD als Referenzspannung VREF+.

Das zu messende Signal wird in Form einer Spannung an einen analogen Eingabepin des Mikrocontrollers gelegt; beim PIC18F25K50 ist das einer der Pins von Port A. Wir werden den Pin RA0 verwenden, der in seiner Verwendung als analoger Eingabepin auch als AN0 bezeichnet wird.

Um ein veränderliches Signal zu erzeugen, das gemessen werden kann, wird einfach ein Potenziometer angeschlossen. Falls Sie noch nie mit Potenziometern gearbeitet haben und sich darüber wundern, dass ein Potenziometer drei Anschlüsse hat, die meistens nicht beschriftet sind: Die beiden äußeren Anschlüsse sind in der Regel über eine Kohleschicht (Widerstand) miteinander verbunden. Wir verwenden hier ein Potenziometer mit 470 Ohm. Der Widerstand zwischen den beiden äußeren Anschlüssen beträgt deshalb in etwa eben diese 470 Ohm. Der mittlere Anschluss kann über eine Drehbewegung auf der Kohle bewegt werden. Der Widerstand, der zwischen diesem Anschluss und einem der äußeren Anschlüsse gemessen werden kann, hängt von der Stellung des Potenziometers ab und liegt zwischen 0 und 470 Ohm. Beim Anschluss ist einfach darauf zu achten, dass an die beiden äußeren Anschlüsse +5 V bzw. GND angelegt wird, wobei egal ist, welcher Anschluss GND und welcher +5 V erhält. Der mittlere Pin wird an den Pin RA0 (=AN0) des Mikrocontrollers angeschlossen. Dadurch kann mit dem Potenziometer die an RA0 anliegende Spannung zwischen 0 V und 5 V eingestellt werden.

Der A/D-Wandler (Analog-Digital-Wandler) des Mikrocontrollers zerlegt den Bereich zwischen VREF- und VREF+ in 1 024 verschiedene Werte zwischen 0x000 und 0x3FF und ermittel...

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