基于51单片机及PCF8591芯片的ADC电压检测
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2024-02-24 10:24:16
...
前述：
QQ：3177227373
这个是一个简易课设作品。
资源链接：
链接：https://pan.baidu.com/s/1tLS-Wpq3awp7Asr0XCV94w
提取码：z284
单片机介绍：
8位CPU·4kbytes程序存储器(ROM) (52为8K)
128bytes的数据存储器(RAM) （52有256bytes的RAM）
32条I/O口线，111条指令，大部分为单字节指令
21个专用寄存器
2个可编程定时/计数器·5个中断源，2个优先级（52有6个）
一个全双工串行通信口
I/O口：四个8位，并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出
两个定时器，两个外部中断，一个全双工串口。
5V供电
其余资料参考芯片手册
芯片手册：百度网盘链接 （点击蓝色字体即可跳转）
提取码：u0po
PCF8591芯片：
注意
如果采用其中一个通道的话是直接读取该通道的数据，如果是采用两个通道的话需要交换读取数据通道口，比如用通道一和二，那么读取实际电路通道一的数据需要在程序中写Dat1=Read(2);Dat2=Read(1); 这是因为在读取PCF8591的通道口数据的时候是上一次通道口转换的的数据。
PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I²C总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。
【1】单独供电
【2】PCF8591的操作电压范围2.5V-6V
【3】低待机电流
【4】通过I2C总线串行输入/输出
【5】PCF8591通过3个硬件地址引脚寻址
【6】PCF8591的采样率由I2C总线速率决定
【7】4个模拟输入可编程为单端型或差分输入
【8】自动增量频道选择
【9】PCF8591的模拟电压范围从VSS到VDD
【10】PCF8591内置跟踪保持电路
【11】8-bit逐次逼近A/D转换器
【12】通过1路模拟输出实现DAC增益
实验电路图：
PCF8591的ADC电路：
PCB图：
2维
3维
部分代码：
main.c
#include<reg52.h> //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include <intrins.h> //包含NOP空指令函数_nop_();
#include<LCD1602.h>
#define AddWr 0x90 //写数据地址
#define AddRd 0x91 //读数据地址
sbit Sda=P2^0; //定义总线连接端口
sbit Scl=P2^1;
bit ADFlag; //定义AD采样标志位
void mDelay(unsigned char j); //延时程序
void Init_Timer1(void); //初始化定时器1
void Start(void); //启动IIC总线 通信方式
void Stop(void); //停止IIC总线
void Ack(void); //应答IIC总线
void NoAck(void); //非应答IIC总线
void Send(unsigned char Data); //发送一个字节
unsigned char Read(void); //读入一个字节并返回
unsigned char ReadADC(unsigned char Chl); //读取AD模数转换的值，有返回值
void DAC(unsigned char Data); //DAC输出
void main()
{
unsigned int ADtemp,ADtemp1;//定义中间变量
InitLcd();
mDelay(20);
Init_Timer1();
while(1)
{
DAC(255); //DA输出0，灯灭
mDelay(20); //延时用于清晰看出变化
if(ADFlag) //定时采集输入模拟量
{
DAC(0); //输出高，灯亮
ADFlag=0; //标志位置0
ADtemp1=ReadADC(0); //读取通道1
TempData[0]=(2*ADtemp1)/50; //处理0通道电压显示
TempData[1]=(2*ADtemp1)%50/10;
ADtemp=ReadADC(1); //读取通道2
TempData[2]=(ReadADC(1)*2)/50;//处理1通道电压显示
TempData[3]=((ReadADC(1)*2)%50)/10;
ADtemp=ReadADC(2); //读取通道3
TempData[4]=(ReadADC(2))/50;//处理1通道电压显示
TempData[5]=((ReadADC(2))%50)/10;
ADtemp=ReadADC(3); //读取通道4
TempData[6]=(ReadADC(3))/50;//处理1通道电压显示
TempData[7]=((ReadADC(4))%50)/10;
disp(); //显示
}
}
}
void DAC(unsigned char Data)
{
Start();
Send(AddWr); //写入芯片地址
Ack();
Send(0x40); //写入控制位，使能DAC输出
Ack();
Send(Data); //写数据
Ack();
Stop();
}
//延时程序
void mDelay(unsigned char 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;
}
//定时器中断程序
void Timer1_isr(void) interrupt 3
{
static unsigned int j; //静态变量，只初始化一次
TH1=0xfb; //重新赋值
TL1=0x00;
j++;
if(j==200)
{
j=0;
ADFlag=1; //定时置位AD采样标志位
}
}
//读取AD模数转换的值，有返回值
unsigned char ReadADC(unsigned char Chl)
{
unsigned char Data;
Start(); //写入芯片地址
Send(AddWr);
Ack();
Send(0x40|Chl);//写入选择的通道，Chl的值分别为0、1、2、3，分别代表1-4通道
Ack();
Start();
Send(AddRd); //读入地址
Ack();
Data=Read(); //读数据
Scl=0;
NoAck();
Stop();
return Data; //返回值
}
//读入一个字节并返回
unsigned char Read(void)
{
unsigned char temp=0;
unsigned char temp1=0;
unsigned char BitCounter=8;
Sda=1;
do
{
Scl=0;
_nop_();
Scl=1;
_nop_();
if(Sda)
temp=temp|0x01;
else
temp=temp&0xfe;
if(BitCounter-1)
{
temp1=temp<<1;
temp=temp1;
}
BitCounter--;
}
while(BitCounter);
return(temp);
}
//启动IIC总线
void Start(void)
{
Sda=1;
_nop_();
Scl=1;
_nop_();
Sda=0;
_nop_();
Scl=0;
}
//停止IIC总线
void Stop(void)
{
Sda=0;
_nop_();
Scl=1;
_nop_();
Sda=1;
_nop_();
Scl=0;
}
//应答IIC总线
void Ack(void)
{
Sda=0;
_nop_();
Scl=1;
_nop_();
Scl=0;
_nop_();
}
//非应答IIC总线
void NoAck(void)
{
Sda=1;
_nop_();
Scl=1;
_nop_();
Scl=0;
_nop_();
}
//发送一个字节
void Send(unsigned char Data)
{
unsigned char BitCounter=8;
unsigned char temp;
do
{
temp=Data;
Scl=0;
_nop_();
if((temp&0x80)==0x80)
Sda=1;
else
Sda=0;
Scl=1;
temp=Data<<1;
Data=temp;
BitCounter--;
}
while(BitCounter);
Scl=0;
}
1602.h
#include<reg52.h>
#include<stdio.h>
#include<intrins.h>
//1602引脚
sbit RS = P1^0; //Pin4
sbit RW = P1^1; //Pin5
sbit E = P2^5; //Pin6
#define Data P0 //数据1602数据传送端口
unsigned char TempData[8];
unsigned char SecondLine[]=" ";//初始化位空的字符串，在读取回来AD值以后填充
unsigned char FirstLine[] =" ";//初始化位空的字符串，在读取回来AD值以后填充
void DelayUs(unsigned char us)//delay us
{
unsigned char uscnt;
uscnt=us>>1;
while(--uscnt);
}
/******************************************************************/
void DelayMs(unsigned char ms)//delay Ms
{
while(--ms)
{
DelayUs(250);
DelayUs(250);
DelayUs(250);
DelayUs(250);
}
}
void WriteCommand(unsigned char c)
{
DelayMs(5);//short delay before operation
E=0;
RS=0;
RW=0;
_nop_();
E=1;
Data=c;
E=0;
}
void WriteData(unsigned char c)
{
DelayMs(5); //short delay before operation
E=0;
RS=1;
RW=0;
_nop_();
E=1;
Data=c;
E=0;
RS=0;
}
void ShowChar(unsigned char pos,unsigned char c)
{
unsigned char p;
if (pos>=0x10)
p=pos+0xb0; //是第二行则命令代码高4位为0xc
else
p=pos+0x80; //是第二行则命令代码高4位为0x8
WriteCommand (p);//write command
WriteData (c); //write data
}
//显示变量
void ShowString (unsigned char line,char *ptr)//显示变量
{
unsigned char l,i;
l=line<<4;
for (i=0;i<16;i++)
ShowChar (l++,*(ptr+i));//循环显示16个字符
}
//LCD初始化
void InitLcd()
{
DelayMs(15);
WriteCommand(0x38); //display mode
WriteCommand(0x38); //display mode
WriteCommand(0x38); //display mode
WriteCommand(0x06); //显示光标移动位置
WriteCommand(0x0c); //显示开及光标设置
WriteCommand(0x01); //显示清屏
}
//1602显示
void disp(void)
{
//第一行
FirstLine[2]='0'+TempData[0]; //把通道1电压的整数部分存入FirstLine[]数组
FirstLine[3]='.'; //存入 .
FirstLine[4]='0'+TempData[1]; //把通道1电压的小数部分存入FirstLine[]数组
FirstLine[6]='V'; //存入 V 符号
FirstLine[9] ='0'+TempData[2];
FirstLine[10]='.';
FirstLine[11]='0'+TempData[3];
FirstLine[13]='V';
//第二行
SecondLine[2]='0'+TempData[4];
SecondLine[4]='0'+TempData[5];
SecondLine[3]='.';
SecondLine[6]='V';
SecondLine[9]='0'+TempData[6];
SecondLine[11]='0'+TempData[7];
SecondLine[10]='.';
SecondLine[13]='V';
//显示字符串
ShowString(0,FirstLine); //第一行显示FirstLine[]字符串
ShowString(1,SecondLine); //第二行显示SecondLine[]字符串
}