ADC XMega 8e5 automatische Korrektur CORREN

[Christoph M. (chrito)]

Hallo Forum!

Mein Atxmega 8e5 macht munter ADC-Wandlungen mit folgenden 
Einstellungen:

- Verstärkung = 16-fach
- Referenz ist 1,0 Volt
- Messbereich von -0,059 Volt bis + 0,059 Volt
        (enstpricht -2048 bis +2047)

Überschreite ich den Messbereich, z.B. mit 0,1 Volt, dann ist das 
Ergebnis +2047 (RES=2047). Es ist sozusagen in "Sättigung".

Wenn ich jetzt die Kalibrierung einschalte (CORREN =1), ist alles 
schick, solange wie ich  nicht den Messbereich verlasse. Beim 
Überschreiten springt das Ergebnis jedoch in den negativen Bereich! 
Hätte erwartet, dass es ebenfalls bei 2047 hängen bleibt. Das ist für 
die meisten Anwendungen ungünstig.

Gibt's da irgendwie nen Trick, den Sprung ins negative zu vermeiden?

Unten meine Quellen, er kann zwischen 1-facher und 16-facher Verstärkung 
umschalten und jeweils kalibrieren (und das funktioniert einwandfrei).

Danke für Tipps!

VG
Christoph

void initialisiere_ADC(void)
{   setze_ADC_auf_Standardeinstellungen();
    kalibriere_ADCA();
}

void setze_ADC_auf_Standardeinstellungen(void)
{  ADCA.CTRLB = 0b00010010;   // Auflösung auf 12 Bit, signed Modus, selbstlaufend/freerun == Bit 3, Ergebnis hat mehr als 12Bit (Bit2:1, S.365)
  ADCA.REFCTRL = ADC_REFSEL_INT1V_gc | ADC_BANDGAP_bm | ADC_TEMPREF_bm;
  // Bandgap einschalten, Referenz auf interne 1-Volt-Quelle, Temperaturreferenzspannung einschalten
  ADCA.PRESCALER = ADC_PRESCALER_DIV512_gc;  // ADC maximal 2 Megasample pro Sek. => 32MHz /512 = 62 KHz
  ADCA.CTRLA = ADC_ENABLE_bm;          // ADC einschalten 0b00000001
  
  if (DIP_Schalter & 0b00010000)  // 16-fache Verstärkung mit Spgsteiler 1 : 1,6  => 10-fach Verstärkung
  {  ADCA.CH0.CTRL =   0b00010011; // Diff. Signal, Verstärkung = 16x, MUXNEG für Pinne 4,5,6,7 + GND
    ADCA.CH0.MUXCTRL= 0b00111010; }  // Bits6:3(MUXPOS) == ADC7(PA7) | Bits2:0(MUXNEG) == ADC6(PA6)
  else            // 1-fache Verstärkung
  {  ADCA.CH0.CTRL =   0b00000011; // Diff. Signal, Verstärkung = 1x, MUXNEG für Pinne 4,5,6,7 + GND
    ADCA.CH0.MUXCTRL= 0b01000010; }  // Bits6:3(MUXPOS) == ADC8(PD0) | Bits2:0(MUXNEG) == ADC6(PA6)

  //ADCA.CH0.AVGCTRL = 0b00100010; // Achfaches Akkumulieren und nach rechts schieben
                    // Kann die Bereichsgrenzen nicht als Max und Min darstellen, bricht in neg. Bereich ein
}

void kalibriere_ADCA(void)  // Nach Anleitung ATXMEGA E Handbuch Seite 357
{  int16_t Summe;
  uint32_t Summe2;
  uint16_t Verstaerkung;

  ADCA.CALL =  lese_Kalibrierungsbyte(offsetof(NVM_PROD_SIGNATURES_t, ADCACAL0));
  ADCA.CALH =  lese_Kalibrierungsbyte(offsetof(NVM_PROD_SIGNATURES_t, ADCACAL1));
  
  ADCA.CH0.CORRCTRL &= 0b11111110;          // Korrektur abschalten
  
  for (Wartezaehler=0;  Wartezaehler<10;);  // 10 mSek warten
  
  // MUXPOS und MUXNEG auf den selben Eingang legen (beide auf ADC6 = 1,65V):
  ADCA.CH0.CTRL =   0b00000011;      // Diff. Signal, Verstärkung = 1x, MUXNEG für Pinne 4,5,6,7 + GND
  if (DIP_Schalter & 0b00010000)      // 10-fache Verstärkung
  {  ADCA.CH0.CTRL =   0b00010011;    // Diff. Signal, Verstärkung = 16x, MUXNEG für Pinne 4,5,6,7 + GND
    ADCA.CH0.MUXCTRL= 0b00110010;  }  // Bits 6:3 (MUXPOS) == ADC6 (PA6) | Bits 2:0 (MUXNEG) == ADC6 (PA6)
  else                  // 1-fache Verstärkung
  {  ADCA.CH0.CTRL =   0b00000011;    // Diff. Signal, Verstärkung = 1x, MUXNEG für Pinne 4,5,6,7 + GND
    ADCA.CH0.MUXCTRL= 0b00110010;  }  // Bits 6:3 (MUXPOS) == ADC6 (PA6) | Bits 2:0 (MUXNEG) == ADC6 (PA6)

  while (miss_Spannung()!=1);
    
  Summe=0;  
  for (uint8_t i=0; i<32; i++)            // 32 Messwerte holen
  {
    while (miss_Spannung()!=1);
    Summe+=gemessene_Spannung;
  }
  
  if (Summe<0)
  {  Summe = -Summe;    // positiv machen
    Summe>>=5;      // Dividieren durch Bitschieben
    Summe = -Summe;    // wieder negativ machen
  }
  else  Summe>>=5;    // durch 32
  
  ADCA.CH0.OFFSETCORR0 = Summe & 0b11111111;      // untere 8 Bit speichern
  ADCA.CH0.OFFSETCORR1 = Summe >> 8;          // obere 12 Bit speichern

  if (DIP_Schalter & 0b00010000)            
      Verstaerkung = 2000;              // 10-fache Verstärkung
  else  Verstaerkung = 1978;              // 1-fache Verstärkung
  
  ADCA.CH0.GAINCORR0 = Verstaerkung & 0b11111111;
  ADCA.CH0.GAINCORR1 = Verstaerkung >> 8;
  
  ADCA.CH0.CORRCTRL |= 0b00000001;          // Korrektur einschalten
    
  // Zurücksetzen auf ADC8 und ADC6
  setze_ADC_auf_Standardeinstellungen();
}


// nicht blockierende ADC-Abfrage
// Ergebnis fertig: Rückgabe des Messwertes in "gemessene_Spannung"
// Ergebnis nicht fertig: Rückgabe von -1
// *** physik. Messwert - dig. Wert: ***
// ADC kann auf Differenzeingängen zwischen 0..3,3V (absolut) messen, wobei die Differenz (bei 1V Referenz) von -0,95V bis +0,95V sein darf.
// (nicht, wie aus Datenblatt S.77 annehmbar zwischen 0..1,0V absolut, sondern 0..3,3V absolut)
// -0,95V entspricht -2047
// +0,95V entspricht +2047 
uint8_t miss_Spannung(void)  // Struktur  "ADC_Wandlungen", die die Konvertierung verwaltet
{  ADC_CH_t *Kanal;  // AD-Wandler hat bei XMEGAs bis zu vier Kanäle
  static uint8_t Erststart=1;  // aller erster Aufruf startet den ADC ohne Bedingung
  
  Kanal= &(ADCA.CH0);             // Kanal 0 messen (hier der einzig vorhandene)
  
  if (Kanal->INTFLAGS & 0b00000001)      // Ergebnis vorhanden?
  {  gemessene_Spannung = Kanal->RES;
    Kanal->INTFLAGS=0b00000001;        // Flag "Konvertierung fertig" wieder löschen
    Kanal->CTRL |= ADC_CH_START_bm;      // Neue Konvertierung starten  
    return 1;  }  
  else 
  {  if (Erststart)              // Noch nie gestartet
    {  Erststart=0;
      Kanal->CTRL |= ADC_CH_START_bm; }  // Neue Konvertierung starten
    return -1;
  }
}