2021年11月24日 | DA转换(IIC总线)

项目描述

向PCF8591芯片的AN2通道输入一个电压模拟量，经过AD转换后，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。然后将AD转换后的数据写入PCF8591中进行DA转换，并用LED灯的亮度来显示模拟量的大小。

仿真原理图如下：

C语言代码如下：

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

FileName: DAC.h

Function: 头文件

Author: Zhang Kaizhou

Date: 2019-6-13 17:12:49

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

#include

#include

#include

#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);

/*DAC模块函数声明*/

void writeData8591(uchar dat);

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: 向PCF8591芯片的AN2通道输入一个电压模拟量，

经过AD转换后，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。

然后将AD转换后的数据写入PCF8591中进行DA转换，

并用LED灯的亮度来显示模拟量的大小。

Author: Zhang Kaizhou

Date: 2019-6-13 17:12:40

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

#include "DAC.h"

void main(){

uchar dat = 0;

initIIC();

LCDInit();

while(1){

/*AD转换*/

readData8591(2, &dat); // 读取通道2模拟输入量化后的数据

display(dat);

delay(10);

/*DA转换*/

writeData8591(dat);

delay(10);

}

}

/*向PCF85991写数据*/

void writeData8591(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(0x40); // 向PCF8591写入控制字节(DA允许; AD为4路单端输入; 禁止自动增益)

responseIIC();

/*向PCF8591中写入要进行DA转换的数据*/

startIIC();

responseIIC();

writeDataIIC(0x90);

responseIIC();

writeDataIIC(dat);

responseIIC();

stopIIC();

}

/*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(0x40 | channel); // 向PCF8591写入控制字节(DA允许; AD为4路单端输入; 禁止自动增益; 选择通道channel)

responseIIC();

/*从PCF8591读取数据*/

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(); // 注意此处无响应信号，直接关闭IIC总线即可(否则会导致读取的数据不稳定)

}

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

FileName: IIC.c

Function: 实现IIC总线基本操作

Author: Zhang Kaizhou

Date: 2019-6-13 17:13:07

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

#include "DAC.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 17:12:59

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

#include "DAC.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--);

}