AD转换(IIC总线)

￡神魔★判官ぃ 2022-01-15 14:31 265阅读 0赞

**项目描述：**  
在PCF8591的AN2口输入一个模拟的电压值(可变电位器控制)，电压范围为0 ~ 5V；经过AD转换后，单片机通过IIC总线将数据读取出来，并将其量化，实时显示在LCD1602上。  
**仿真原理图：**  
参考上一篇博客[ADC仿真原理图][ADC]  
**C语言代码如下：**

/*------------------------
    FileName: ADC.h
    Function: 头文件
    Author: Zhang Kaizhou
    Date: 2019-6-13 12:13:20
    ------------------------*/
    #include <reg52.h>
    #include <intrins.h>
    #include <string.h>
    #define uchar unsigned char
    #define uint unsigned int
    #define FACTOR 0.01953125 // 量化单位(用一个字节来量化表示5V的电压值，共为256个量化等级; FACTOR = 5 / 256)
    	
    /*IIC总线端口定义*/
    sbit SDA = P2^0;
    sbit SCL = P2^1;
    
    /*LCD1602显示模块端口定义*/
    sbit lcdrs = P1^0;
    sbit lcdrw = P1^1;
    sbit lcden = P1^2;
    
    /*IIC总线模块函数声明*/
    void initIIC();
    void startIIC();
    void responseIIC();
    void stopIIC();
    void writeDataIIC(uchar dat);
    void readDataIIC(uchar * dat);
    
    /*ADC模块函数声明*/
    void readData8591(uchar channel, uchar * dat);
    
    /*LCD1602显示模块函数声明*/
    void writeCommand(uchar command);
    void writeDataLCD(uchar dat);
    void delay(uint xms);
    void LCDInit();
    void display(uchar dat);

/*-----------------------------------------
    FileName: main.c
    Function: ADC IIC
    Description: 利用PCF8591芯片实现模数转换,
    利用单片机通过IIC总线读取转换后的数据，
    并将其量化后实时显示在LCD上。
    Author: Zhang Kaizhou
    Date: 2019-6-13 12:12:04
    -----------------------------------------*/
    #include "ADC.h"
    
    void main(){
    	uchar dat = 0;
    	initIIC();
    	LCDInit();
    	while(1){
    		readData8591(2, &dat); // 读取通道2模拟输入量化后的数据
    		display(dat);	
    		delay(10);
    	}
    }
    
    /*从PCF8591的channel模拟输入所对应的ADC数据寄存器中读出数据到变量dat*/
    void readData8591(uchar channel, uchar * dat){
    	/*向PCF8591写入地址字节和控制字节*/
    	startIIC();
    	writeDataIIC(0x90); // 向IIC总线发送寻址信号(PCF8591器件地址位90H)，并声明要进行写操作
    	responseIIC();
    	writeDataIIC(0x00 | channel); // 向PCF8591写入控制字节(DA禁止; AD为4路单端输入; 禁止自动增益; 选择通道channel)
    	responseIIC();
    	
    	/*从PCF8591读出数据*/
    	startIIC();
    	writeDataIIC(0x91); // 向IIC总线发送寻址信号，并声明要进行读操作
    	responseIIC();
    	readDataIIC(dat);
    	stopIIC();
    }

/*----------------------------
    FileName: IIC.c
    Function: 实现IIC总线基本操作
    Author: Zhang Kaizhou
    Date: 2019-6-13 12:15:49
    ----------------------------*/
    #include "ADC.h"
    
    /*IIC总线初始化*/
    void initIIC(){
    	SCL = 1;
    	_nop_();
    	SDA = 1;
    	_nop_();
    }
    
    /*IIC总线启动信号*/
    void startIIC(){ // 在SCL高电平期间，SDA产生一个下降沿表示启动
    	SDA = 1;
    	_nop_();
    	SCL = 1;
    	_nop_();
    	SDA = 0;
    	_nop_();
    }
    
    /*IIC总线应答信号*/
    void responseIIC(){ // 从机在SCL高电平期间将SDA拉低表示应答
    	SDA = 0;
    	_nop_();
    	SCL = 1;
    	_nop_();
    	SCL = 0;
    	_nop_();
    }
    
    /*IIC总线停止信号*/
    void stopIIC(){ // 在SCL高电平期间，SDA产生一个上升沿表示停止
    	SDA = 0;
    	_nop_();
    	SCL = 1;
    	_nop_();
    	SDA = 1;
    	_nop_();
    }
    
    /*向IIC总线写一个字节数据*/
    void writeDataIIC(uchar dat){
    	uchar i, temp;
    	temp = dat;
    	for(i = 0; i < 8; i++){
    		temp = temp << 1;
    		SCL = 0;
    		_nop_();
    		SDA = CY;
    		_nop_();
    		SCL = 1;
    		_nop_();
    	}
    	SCL = 0;
    	_nop_();
    	SDA = 1;
    	_nop_();
    }
    
    /*从IIC总线读一个字节数据*/
    void readDataIIC(uchar * dat){
    	uchar i;
    	SCL = 0;
    	_nop_();
    	SDA = 1;
    	_nop_();
    	for(i = 0; i < 8; i++){
    		SCL = 1;
    		_nop_();
    		* dat = ((* dat) << 1) | SDA;
    		SCL = 0;
    		_nop_();
    	}
    }

/*-----------------------------
    FileName:display.c
    Function: LCD1602显示函数
    Author: Zhang Kaizhou
    Date: 2019-6-13 12:14:53
    ------------------------------*/
    #include "ADC.h"
    
    uchar code table0[] = {"ADC"};
    uchar code table1[] = {"Voltage:"};
    uchar code table2[] = {"0123456789"};
    uchar num = 0;
    
    /*初始化LCD1602的设置*/
    void LCDInit(){
    	uchar i;
    	lcden = 0; // 拉低使能端，准备产生使能高脉冲信号
    	writeCommand(0x38); // 显示模式设置(16x2， 5x7点阵，8位数据接口)
    	writeCommand(0x0c); // 开显示，不显示光标
    	writeCommand(0x06); // 写一个字符后地址指针自动加1
    	writeCommand(0x01); // 显示清零，数据指针清零
    	
    	/*LCD上电界面*/
    	writeCommand(0x80); // 将数据指针定位到第一行首
    	for(i = 0; i < strlen(table0); i++){
    		writeDataLCD(table0[i]);
    		delay(5);
    	}
    	
    	writeCommand(0x80 + 0x40); // 将数据指针定位到第二行首
    	for(i = 0; i < strlen(table1); i++){
    		writeDataLCD(table1[i]);
    		delay(5);
    	}
    }
    
    /*LCD显示函数*/
    void display(uchar dat){
    	/*数据的量化*/
    	float temp = FACTOR * dat;
    	uchar i, j;
    	if(dat == 255){
    		i = 5;
    		j = 0;
    	}else{ // 分离整数和小数部分
    		i = (uchar)temp;
    		j = (temp - i) * 10;
    	}
    	
    	/*数据显示*/
    	writeCommand(0x80 + 0x40 + strlen(table1));
    	writeDataLCD(table2[i]);
    	delay(5);
    	writeCommand(0x80 + 0x40 + strlen(table1) + 1);
    	writeDataLCD('.');
    	delay(5);
    	writeCommand(0x80 + 0x40 + strlen(table1) + 2);
    	writeDataLCD(table2[j]);
    	delay(5);
    }
    
    /*写指令函数*/
    void writeCommand(uchar command){
    	lcdrs = 0; // 命令选择
    	lcdrw = 0;
    	P0 = command;
    	delay(5);
    	
    	lcden = 1; // 产生一个正脉冲使能信号
    	delay(5);
    	lcden = 0;
    }
    
    /*写数据函数*/
    void writeDataLCD(uchar dat){
    	lcdrs = 1; // 数据选择
    	lcdrw = 0;
    	P0 = dat;
    	delay(5);
    	
    	lcden = 1;
    	delay(5);
    	lcden = 0;
    }
    
    /*延时xms函数*/
    void delay(uint xms){
    	uint i, j;
    	for(i = xms; i > 0; i--)
    		for(j = 110; j > 0; j--);
    }

[ADC]: https://blog.csdn.net/weixin_38679924/article/details/91876414