智能仪器DA转换实验.docx
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智能仪器DA转换实验.docx
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智能仪器DA转换实验
实验二D/A转化实验
一、实验目的:
(1)掌握D/A转换与单片机的接口方法。
(2)了解D/A芯片PCF8591转换性能及编程方法。
(3)了解单片机系统中扩展D/A转换芯片的基本方法。
二、实验内容
利用实验仪上的PCF8591做D/A转换实验,写入DA的数模值,然后累加该值,显示该值到数码管,延时100m后循环写入变化后的DA值,观察LED9的变化。
三、实验说明
D/A转换器大致分有三类:
一是双积分D/A转换器,优点是精度高,抗干扰性好,价格便宜,但速度慢;二是逐次逼近式D/A转换器,精度、速度、价格适中;三是并行D/A转换器,速度快,价格也昂贵。
实验用PCF8591属第二类,PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bitCMOS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。
四、硬件原理图与链接:
J31与J32用于切换AD输入端口,因为只有两个电位器,但有4个输入端口,所以同时只能使用2个,这两个插针用于切换输入端口。
J33是AD输入模拟LED灯选择开关,用跳帽跳上后LED起作用。
五、实验步骤
(1)单片机P0口与J3相连,用作数码管显示
(2)单片机P2.2与J3(B)相连,P2.2与J2(A)相连。
(3)跳帽J50连接,给数码管供电。
(4)单片机P2.0与J8(SCL)相连,最为时钟输出,单片机P2.1与J8(SDL)相连最为数据输入输出。
(5)J31中DA0与W4用跳帽相连,选择DA通道。
(6)利用keil软件编写程序,并且用STC程序下载工具下载程序。
(7)观察LED9的变化。
链接图:
六、实验程序
main函数:
/*-----------------------------------------------
名称:
IIC协议PCF8591AD/DA转换
论坛:
编写:
shifang
修改:
无
内容:
使用DA输入,数码管显示输出数字量,LED显示模拟电压大小
------------------------------------------------*/
#include
#include"i2c.h"
#include"delay.h"
#include"display.h"
#defineAddWr0x90//写数据地址
#defineAddRd0x91//读数据地址
externbitack;
unsignedcharReadADC(unsignedcharChl);
bitWriteDAC(unsignedchardat);
/*------------------------------------------------
主程序
------------------------------------------------*/
main()
{
unsignedcharnum=0;
unsignedintval=0;
Init_Timer0();
while
(1)//主循环
{
num=ReadADC(0);
WriteDAC(num);
//num++;//连续累加,值从0-255反复循环,并显示在数码管上,
val=1.963*num;//(5/256*100)
TempData[0]=dofly_DuanMa[val/100]|0x80;
TempData[1]=dofly_DuanMa[(val%100)/10];
TempData[2]=dofly_DuanMa[(val%100)%10];
DelayMs(100);
}
}
unsignedcharReadADC(unsignedcharChl)
{
unsignedcharVal;
Start_I2c();//启动总线
SendByte(AddWr);//发送器件地址
if(ack==0)return(0);
SendByte(0x40|Chl);//发送器件子地址
if(ack==0)return(0);
Start_I2c();
SendByte(AddWr+1);
if(ack==0)return(0);
Val=RcvByte();
NoAck_I2c();//发送非应位
Stop_I2c();//结束总线
return(Val);
}
/*------------------------------------------------
写入DA转换数值
输入参数:
dat表示需要转换的DA数值,范围是0-255
------------------------------------------------*/
bitWriteDAC(unsignedchardat)
{
Start_I2c();//启动总线
SendByte(AddWr);//发送器件地址
if(ack==0)return(0);
SendByte(0x40);//发送器件子地址
if(ack==0)return(0);
SendByte(dat);//发送数据
if(ack==0)return(0);
Stop_I2c();
i2c函数:
/*-----------------------------------------------
名称:
IIC协议
论坛:
编写:
shifang
修改:
无
内容:
函数是采用软件延时的方法产生SCL脉冲,固对高晶振频率要作一定的修改....(本例是1us机器
周期,即晶振频率要小于12MHZ)
------------------------------------------------*/
#include"i2c.h"
#include"delay.h"
#define_Nop()_nop_()//定义空指令
bitack;//应答标志位
sbitSDA=P2^1;
sbitSCL=P2^0;
/*------------------------------------------------
启动总线
------------------------------------------------*/
voidStart_I2c()
{
SDA=1;//发送起始条件的数据信号
_Nop();
SCL=1;
_Nop();//起始条件建立时间大于4.7us,延时
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SDA=0;//发送起始信号
_Nop();//起始条件锁定时间大于4μ
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=0;//钳住I2C总线,准备发送或接收数据
_Nop();
_Nop();
}
/*------------------------------------------------
结束总线
------------------------------------------------*/
voidStop_I2c()
{
SDA=0;//发送结束条件的数据信号
_Nop();//发送结束条件的时钟信号
SCL=1;//结束条件建立时间大于4μ
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SDA=1;//发送I2C总线结束信号
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
}
/*----------------------------------------------------------------
字节数据传送函数
函数原型:
voidSendByte(unsignedcharc);
功能:
将数据c发送出去,可以是地址,也可以是数据,发完后等待应答,并对
此状态位进行操作.(不应答或非应答都使ack=0假)
发送数据正常,ack=1;ack=0表示被控器无应答或损坏。
------------------------------------------------------------------*/
voidSendByte(unsignedcharc)
{
unsignedcharBitCnt;
for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++)//要传送的数据长度为8位
{
if((c< elseSDA=0; _Nop(); SCL=1;//置时钟线为高,通知被控器开始接收数据位 _Nop(); _Nop();//保证时钟高电平周期大于4μ _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; } _Nop(); _Nop(); SDA=1;//8位发送完后释放数据线,准备接收应答位 _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); if(SDA==1)ack=0; elseack=1;//判断是否接收到应答信号 SCL=0; _Nop(); _Nop(); } /*---------------------------------------------------------------- 字节数据传送函数 函数原型: unsignedcharRcvByte(); 功能: 用来接收从器件传来的数据,并判断总线错误(不发应答信号), 发完后请用应答函数。 ------------------------------------------------------------------*/ /*unsignedcharRcvByte() { unsignedcharretc; unsignedcharBitCnt; retc=0; SDA=1;//置数据线为输入方式 for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++) { _Nop(); SCL=0;//置时钟线为低,准备接收数据位 _Nop(); _Nop();//时钟低电平周期大于4.7us _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1;//置时钟线为高使数据线上数据有效 _Nop(); _Nop(); retc=retc<<1; if(SDA==1)retc=retc+1;//读数据位,接收的数据位放入retc中 _Nop(); _Nop(); } SCL=0; _Nop(); _Nop(); return(retc); } */ /*---------------------------------------------------------------- 应答子函数 原型: voidAck_I2c(void); ----------------------------------------------------------------*/ /*voidAck_I2c(void) { SDA=0; _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop();//时钟低电平周期大于4μ _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0;//清时钟线,钳住I2C总线以便继续接收 _Nop(); _Nop(); }*/ /*---------------------------------------------------------------- 非应答子函数 原型: voidNoAck_I2c(void); ----------------------------------------------------------------*/ /*voidNoAck_I2c(void) { SDA=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop();//时钟低电平周期大于4μ _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0;//清时钟线,钳住I2C总线以便继续接收 _Nop(); _Nop(); } */ /*---------------------------------------------------------------- 向无子地址器件发送字节数据函数 函数原型: bitISendByte(unsignedcharsla,ucahrc); 功能: 从启动总线到发送地址,数据,结束总线的全过程,从器件地址sla. 如果返回1表示操作成功,否则操作有误。 注意: 使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ /*bitISendByte(unsignedcharsla,unsignedcharc) { Start_I2c();//启动总线 SendByte(sla);//发送器件地址 if(ack==0)return(0); SendByte(c);//发送数据 if(ack==0)return(0); Stop_I2c();//结束总线 return (1); } */ /*---------------------------------------------------------------- 向有子地址器件发送多字节数据函数 函数原型: bitISendStr(unsignedcharsla,unsignedcharsuba,ucahr*s,unsignedcharno); 功能: 从启动总线到发送地址,子地址,数据,结束总线的全过程,从器件 地址sla,子地址suba,发送内容是s指向的内容,发送no个字节。 如果返回1表示操作成功,否则操作有误。 注意: 使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ /*bitISendStr(unsignedcharsla,unsignedcharsuba,unsignedchar*s,unsignedcharno) { unsignedchari; for(i=0;i { Start_I2c();//启动总线 SendByte(sla);//发送器件地址 if(ack==0)return(0); SendByte(suba);//发送器件子地址 if(ack==0)return(0); SendByte(*s);//发送数据 if(ack==0)return(0); Stop_I2c();//结束总线 DelayMs (1);//必须延时等待芯片内部自动处理数据完毕 s++; suba++; } return (1); } */ /*---------------------------------------------------------------- 向无子地址器件读字节数据函数 函数原型: bitIRcvByte(unsignedcharsla,ucahr*c); 功能: 从启动总线到发送地址,读数据,结束总线的全过程,从器件地 址sla,返回值在c. 如果返回1表示操作成功,否则操作有误。 注意: 使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ /*bitIRcvByte(unsignedcharsla,unsignedchar*c) { Start_I2c();//启动总线 SendByte(sla+1);//发送器件地址 if(ack==0)return(0); *c=RcvByte();//读取数据 NoAck_I2c();//发送非就答位 Stop_I2c();//结束总线 return (1); } / /*---------------------------------------------------------------- 向有子地址器件读取多字节数据函数 函数原型: bitISendStr(unsignedcharsla,unsignedcharsuba,ucahr*s,unsignedcharno); 功能: 从启动总线到发送地址,子地址,读数据,结束总线的全过程,从器件 地址sla,子地址suba,读出的内容放入s指向的存储区,读no个字节。 如果返回1表示操作成功,否则操作有误。 注意: 使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ /*bitIRcvStr(unsignedcharsla,unsignedcharsuba,unsignedchar*s,unsignedcharno) { unsignedchari; Start_I2c();//启动总线 SendByte(sla);//发送器件地址 if(ack==0)return(0); SendByte(suba);//发送器件子地址 if(ack==0)return(0); Start_I2c(); SendByte(sla+1); if(ack==0)return(0); for(i=0;i { *s=RcvByte();//发送数据 Ack_I2c();//发送就答位 s++; } *s=RcvByte(); NoAck_I2c();//发送非应位 Stop_I2c();//结束总线 return (1); } */ #include"display.h" #include"delay.h" #defineDataPortP0//定义数据端口程序中遇到DataPort则用P0替换 //sbitLATCH1=P2^0;//定义锁存使能端口段锁存 //sbitLATCH2=P2^3;//位锁存 unsignedcharcodedofly_DuanMa[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//显示段码值0~9 unsignedcharcodedofly_WeiMa[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//分别对应相应的数码管点亮,即位码 unsignedcharTempData[8];//存储显示值的全局变量 /*------------------------------------------------ 显示函数,用于动态扫描数码管 输入参数FirstBit表示需要显示的第一位,如赋值2表示从第三个数码管开始显示 如输入0表示从第一个显示。 Num表示需要显示的位数,如需要显示99两位数值则该值输入2 ------------------------------------------------*/ display函数: voidDisplay(unsignedcharFirstBit,unsignedcharNum) { staticunsignedchari=0; DataPort=0;//清空数据,防止有交替重影 LATCH1=1;//段锁存 LATCH1=0; DataPort=dofly_WeiMa[i+FirstBit];//取位码 LATCH2=1;//位锁存 LATCH2=0; DataPort=TempData[i];//取显示数据,段码 LATCH1=1;//段锁存 LATCH1=0; i++; if(i==Num) i=0; } /*------------------------------------------------ 定时器初始化子程序 ------------------------------------------------*/ voidInit_Timer0(void) { TMOD|=0x01;//使用模式1,16位定时器,使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响 //TH0=0x00;//给定初值 //TL0=0x00; EA=1;//总中断打开 ET0=1;//定时器中断打开 TR0=1;//定时器开关打开 } /*------------------------------------------------ 定时器中断子程序 ------------------------------------------------*/ voidTimer0_isr(void)interrupt1 { TH0=(65536-2000)/256;//重新赋值2ms TL0=(65536-2000)%256; Display(0,8); } delay函数: #include"delay.h" /*------------------------------------------------ uS延时函数,含有输入参数unsignedchart,无返回值 unsignedchar是定义无符号字符变量,其值的范围是 0~255这里使用晶振12M,精确延时请使用汇编,大致延时 长度如下T=tx2+5uS ------------------------------------------
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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