基于51单片机的AD和DA

最新推荐文章于 2024-10-18 08:00:00 发布

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#51单片机 #单片机 #嵌入式硬件

本讲内容：

介绍AD/DA芯片PCF8591，通过例程讲解AD和DA过程。

AD和DA的概念：

AD转换的功能是把模拟量电压转换为数字量电压。

DA转换的功能正好相反，就是讲数字量转换位模拟量。

分辨率的概念：

一位数字量所表示的电压值。对于5V的满量程，采用８位的DAC时，分辨率为5V/256＝19.5mV。

PCF8591简介：

PCF8591是单片、单电源低功耗8位CMOS数据采集器件，具有4个模拟输入、一个模拟输出和一个串行IIC总线接口。3个地址引脚A0、A1和A2用于编程硬件地址，允许将最多8个器件连接至IIC总线而不需要额外硬件。

PCF8591管脚图：

PCF8591接口电路图：

PCF8591的控制寄存器：

D1、D0	AD通道选择00通道0；01通道1；10通道2；11通道3
D2	自动增益选择（有效位为1）
D5、D4	输入模式选择：00四路单数输入；01三路差分输入；10单端与差分配合输入；11为模拟输入有效
D6	模拟输出使能位。（时能为1）

例程：

AD程序

/**********************AD转换*********************

*单片机型号：STC89C52RC

*开发环境：KEIL

*功能：IIC协议 PCF8591 AD转换

***************************************************/

#include<reg52.h>

#include <intrins.h>

#define LCD_Data P0

#define Busy 0x80

#define uchar unsigned char

#define delay0;_nop_();

#define AddWr 0x90

#define AddRd 0x91

sbit RST=P2^4;

sbit Sda=P2^0;

sbit Scl=P2^1;

sbit LCD_RS=P1^0;

sbit LCD_RW=P1^1;

sbit LCD_E =P2^5;

bit ADFlag;

uchar code table0[]={" SL-51A "};

uchar code table1[]={" AD CONVERT "};

uchar code table2[]={"CH1: . V"};

uchar code table3[]={"CH2: . V"};

uchar code table4[]={"CH3: . V"};

uchar code table5[]={"CH4: . V"};

uchar TempData[8];

void Delay5Ms(void);

void delay(int In,int Out);

void WriteDataLCD(unsigned char WDLCD);

void WriteCommandLCD(unsigned char WCLCD,BuysC);

uchar ReadDataLCD(void);

uchar ReadStatusLCD(void);

void LCDInit(void);

void DisplayOneChar(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char DData);

void DisplayListChar(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char code *DData);

void Init_Timer1(void);

void Start(void);

void Stop(void);

void Ack(void);

void NoAck(void);

void Send(unsigned char Data);

uchar Read(void);

void DAC(unsigned char Data);

uchar ReadADC(unsigned char Chl);

void info_disp(void);

/**********5ms延时函数***************************/

void Delay5Ms(void)

{unsigned int TempCyc=3552;while(TempCyc--);}

/********************延迟函数********************/

void delay(int In,int Out)

{

int i,j;

for(i=0;i<In;i++)

{for(j=0;j<Out;j++){;}}

}

/*------------------------------------------------

初始化定时器1

------------------------------------------------*/

void Init_Timer1(void)

{TMOD|=0x10;TH1=0xff;TL1=0x00;EA=1;ET1=1;TR1=1;}

/*------------------------------------------------

启动IIC总线

------------------------------------------------*/

void Start(void)

{Sda=1;delay0;Scl=1;delay0;Sda=0;delay0;Scl=0;}

/*------------------------------------------------

停止IIC总线

------------------------------------------------*/

void Stop(void)

{Sda=0;delay0;Scl=1;delay0;Sda=1;delay0;Scl=0;}

/*------------------------------------------------

应答IIC总线

------------------------------------------------*/

void Ack(void)

{Sda=0;delay0;Scl=1;delay0;Scl=0;delay0;}

/*------------------------------------------------

非应答IIC总线

------------------------------------------------*/

void NoAck(void)

{Sda=1;delay0;Scl=1;delay0;Scl=0;delay0;}

/*------------------------------------------------

发送一个字节

------------------------------------------------*/

void Send(unsigned char Data)

{

uchar BitCounter=8;uchar temp;

{

temp=Data;

Scl=0;delay0;

if((temp&0x80)==0x80){Sda=1;}

else{Sda=0;}

Scl=1;

temp=Data<<1;

Data=temp;

BitCounter--;

}

while(BitCounter);

Scl=0;

}

/*------------------------------------------------

读入一个字节并返回

------------------------------------------------*/

uchar Read(void)

{

uchar temp=0;uchar temp1=0;uchar BitCounter=8;

Sda=1;

{

Scl=0;delay0;

Scl=1;delay0;

if(Sda){temp=temp|0x01;}

else{temp=temp&0xfe;}

if(BitCounter-1)

{

temp1=temp<<1;

temp=temp1;

}

BitCounter--;

}

while(BitCounter);

return(temp);

}

/*------------------------------------------------

写入DA数模转换值

------------------------------------------------*/

void DAC(unsigned char Data)

{

Start();Send(AddWr);

Ack();Send(0x40);

Ack();Send(Data);

Ack();Stop();

}

/*------------------------------------------------

读取AD模数转换的值，有返回值

------------------------------------------------*/

uchar ReadADC(unsigned char Chl)

{

uchar Data;

Start();

Send(AddWr);Ack();

Send(0x40|Chl);Ack();

Start();Send(AddRd);

Ack();Data=Read();

Scl=0;

NoAck();Stop();

return Data;

}

/*******************写数据函数*******************/

void WriteDataLCD(unsigned char WDLCD)

{

ReadStatusLCD();

LCD_Data=WDLCD;

LCD_RS=1;

LCD_RW=0;

LCD_E=0;

LCD_E=1;

}

/*******************写指令函数*******************/

void WriteCommandLCD(unsigned char WCLCD,BuysC)

{

if(BuysC)ReadStatusLCD();

LCD_Data=WCLCD;

LCD_RS=0;

LCD_RW=0;

LCD_E=0;

LCD_E=1;

}

/*******************读数据函数*******************/

unsigned char ReadDataLCD(void)

{

LCD_RS=1;

LCD_RW=1;

LCD_E=0;

LCD_E=1;

return(LCD_Data);

}

/*******************读状态函数*******************/

unsigned char ReadStatusLCD(void)

{

LCD_Data=0xFF;

LCD_RS=0;

LCD_RW=1;

LCD_E=0;

LCD_E=1;

while (LCD_Data&Busy);

return(LCD_Data);

}

/********************LCD初始化*******************/

void LCDInit(void)

{

LCD_Data=0;

WriteCommandLCD(0x38,0);Delay5Ms();

WriteCommandLCD(0x38,1);

WriteCommandLCD(0x08,1);

WriteCommandLCD(0x01,1);

WriteCommandLCD(0x06,1);

WriteCommandLCD(0x0C,1);

}

/********************清屏函数********************/

void LCD_Clear(void){WriteCommandLCD(0x01,1);Delay5Ms();}

/**************按指定位置显示一个字符*************/

void DisplayOneChar(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char DData)

{

Y&=0x1;X&=0xF;

if(Y)X|=0x40;

X|=0x80;

WriteCommandLCD(X, 0);

WriteDataLCD(DData);

}

/**************按指定位置显示一串字符*************/

void DisplayListChar(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char code *DData)

{

unsigned char ListLength;ListLength=0;

Y&=0x1;X&=0xF;

while(DData[ListLength]>=0x20)

{

if(X<=0xF)

{

DisplayOneChar(X, Y, DData[ListLength]);

ListLength++;

X++;

}

/********************系统初始化*******************/

void sys_init(void)

{

LCDInit();

delay(5,100);

Init_Timer1();

DisplayListChar(0,0,table0);

DisplayListChar(0,1,table1);

}

/*------------------------------------------------

显示

------------------------------------------------*/

void info_disp(void)

{

DisplayListChar(0,0,table2);

DisplayOneChar(4,0,(0x30+TempData[0]));

DisplayOneChar(6,0,(0x30+TempData[1]));

DisplayListChar(8,0,table3);

DisplayOneChar(12,0,(0x30+TempData[2]));

DisplayOneChar(14,0,(0x30+TempData[3]));

DisplayListChar(0,1,table4);

DisplayOneChar(4,1,(0x30+TempData[4]));

DisplayOneChar(6,1,(0x30+TempData[5]));

DisplayListChar(8,1,table5);

DisplayOneChar(12,1,(0x30+TempData[6]));

DisplayOneChar(14,1,(0x30+TempData[7]));

}

/*------------------------------------------------

主程序

------------------------------------------------*/

void main()

{

uchar num;uchar ADtemp;

sys_init();delay(100,1000);

LCD_Clear();

while(1)

{

DAC(num);num++;delay(5,100);

if(ADFlag)

{

ADFlag=0;

ADtemp=ReadADC(0);

TempData[0]=(ReadADC(0))/50;TempData[1]=((ReadADC(0))%50)/10;

ADtemp=ReadADC(1);

TempData[2]=(ReadADC(1))/50;TempData[3]=((ReadADC(1))%50)/10;

ADtemp=ReadADC(2);

TempData[4]=(ReadADC(2))/50;TempData[5]=((ReadADC(2))%50)/10;

ADtemp=ReadADC(3);

TempData[6]=(ReadADC(3))/50;TempData[7]=((ReadADC(4))%50)/10;

info_disp();

}

/*------------------------------------------------

定时器中断程序

------------------------------------------------*/

void Timer1_isr(void) interrupt 3 using 1

{

static unsigned int j;

TH1=0xfb;TL1=0x00;

j++;

if(j==200){j=0;ADFlag=1;}

}

DA程序

/******************DA转换LED输出******************

*单片机型号：STC89C52RC

*开发环境：KEIL

*功能：此程序通过IIC协议对DAAD芯片操作, 并输出模拟量，用LED亮度渐变指示

*******************************************************/

#include<reg52.h>

#include <intrins.h>

#define delay0; _nop_();

#define uchar unsigned char

#define AddWr 0x90

#define AddRd 0x91

sbit RST=P2^4;

sbit Sda=P2^0;

sbit Scl=P2^1;

sbit Fm=P2^3;

sbit LE1=P2^6;

sbit LE2=P2^7;

bit ADFlag;

uchar code Datatab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

data uchar Display[8];

/*------------------------------------------------

延时程序

------------------------------------------------*/

void mDelay(uchar j)

{

unsigned int i;

for(;j>0;j--)

{for(i=0;i<125;i++){;}}

}

/*------------------------------------------------

初始化定时器1

------------------------------------------------*/

void Init_Timer1(void)

{TMOD|=0x10;TH1=0xff;TL1=0x00;EA=1;ET1=1;TR1=1;}

/*------------------------------------------------

启动IIC总线

------------------------------------------------*/

void Start(void)

{Sda=1;delay0;Scl=1;delay0;Sda=0;delay0;Scl=0;}

/*------------------------------------------------

停止IIC总线

------------------------------------------------*/

void Stop(void)

{Sda=0;delay0;Scl=1;delay0;Sda=1;delay0;Scl=0;}

/*------------------------------------------------

应答IIC总线

------------------------------------------------*/

void Ack(void)

{Sda=0;delay0;Scl=1;delay0;Scl=0;delay0;}

/*------------------------------------------------

非应答IIC总线

------------------------------------------------*/

void NoAck(void)

{Sda=1;delay0;Scl=1;delay0;Scl=0;delay0;}

/*------------------------------------------------

发送一个字节

------------------------------------------------*/

void Send(uchar Data)

{

uchar BitCounter=8;

uchar buffer;

{

buffer=Data;

Scl=0;delay0;

if((buffer&0x80)==0x80)Sda=1;

else Sda=0;

Scl=1;

buffer=Data<<1;

Data=buffer;

BitCounter--;

}

while(BitCounter);

Scl=0;

}

/*------------------------------------------------

读入一个字节并返回

------------------------------------------------*/

uchar Read(void)

{

uchar buffer=0;

uchar buffer1=0;

uchar BitCounter=8;

Sda=1;

{

Scl=0;delay0;

Scl=1;delay0;

if(Sda)buffer=buffer|0x01;

else buffer=buffer&0xfe;

if(BitCounter-1)

{

buffer1=buffer<<1;

buffer=buffer1;

}

BitCounter--;

}

while(BitCounter);

return(buffer);

}

/*------------------------------------------------

写入DA数模转换值

------------------------------------------------*/

void DAC(uchar Data)

{

Start();Send(AddWr);

Ack();Send(0x40);

Ack();Send(Data);

Ack();Stop();

}

/*------------------------------------------------

读取AD模数转换的值，有返回值

------------------------------------------------*/

uchar ReadADC(uchar Chl)

{

uchar Data;

Start();Send(AddWr);

Ack();Send(0x40|Chl);

Ack();

Start();Send(AddRd);

Ack();Data=Read();

Scl=0;NoAck();

Stop();

return Data;

}

void fmg(void){Fm=1;}

void cmg(void)

{

LE1=1;

P0=0x00;

LE1=0;LE2=1;

P0=0x00;

LE2=0;RST=0;

}

/*------------------------------------------------

主程序

------------------------------------------------*/

void main()

{

uchar num;

uchar ADbuffer;

Init_Timer1();

cmg();

fmg();

while(1)

{

DAC(num);

num++;

mDelay(20);

if(ADFlag)

{

ADFlag=0;

ADbuffer=ReadADC(0);

Display[0]=Datatab[(ReadADC(0))/50]|0x80;

Display[1]=Datatab[((ReadADC(0))%50)/10];

ADbuffer=ReadADC(1);

Display[2]=Datatab[((ReadADC(1))/50)]|0x80;

Display[3]=Datatab[((ReadADC(1))%50)/10];

ADbuffer=ReadADC(2);

Display[4]=Datatab[((ReadADC(2))/50)]|0x80;

Display[5]=Datatab[((ReadADC(2))%50)/10];

ADbuffer=ReadADC(3);

Display[6]=Datatab[((ReadADC(3))/50)]|0x80;

Display[7]=Datatab[((ReadADC(3))%50)/10];

}

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