智能仪器DA转换实验.docx

1、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PCF8

2、591属第二类，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IC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LE

3、D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 PCF8591 AD/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，LE

4、D显示模拟电压大小-*/ #include #include i2c.h#include delay.h#include display.h#define AddWr 0x90 /写数据地址 #define AddRd 0x91 /读数据地址extern bit ack;unsigned char ReadADC(unsigned char Chl);bit WriteDAC(unsigned char dat);/*- 主程序-*/main() unsigned char num=0; unsigned int val=0; Init_Timer0(); while (1) /主循环 num

5、=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) TempData0=dofly_DuanMaval/100|0x80; TempData1=dofly_DuanMa(val%100)/10; TempData2=dofly_DuanMa(val%100)%10; DelayMs(100); unsigned char ReadADC(unsigned char Chl) unsigned char Val; Start_I2c(); /启动总线 SendByte(A

6、ddWr); /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-*/bit WriteDAC(unsigned char dat) Start_I2c(); /启动总线 Sen

7、dByte(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_(

8、) /定义空指令 bit ack; /应答标志位sbit SDA=P21;sbit SCL=P20;/*- 启动总线-*/void Start_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4 _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-*/void St

9、op_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4 _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: void SendByte(unsigned char c);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

10、无应答或损坏。-*/void SendByte(unsigned char c) unsigned char BitCnt; for(BitCnt=0;BitCnt8;BitCnt+) /要传送的数据长度为8位 if(cBitCnt)&0x80)SDA=1; /判断发送位 else SDA=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4 _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(); _N

11、op(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); if(SDA=1)ack=0; else ack=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: unsigned char RcvByte();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。 -*/*unsigned char RcvByte() unsigned char retc; unsigned char BitCnt; retc=0; SDA=1; /置数据线为输入方式 for(BitCnt=0;Bit

12、Cnt8;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=retc1; 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: void Ack_I2c(void);-*/*void Ack_I2c(voi

13、d) SDA=0; _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); /时钟低电平周期大于4 _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: void NoAck_I2c(void); -*/*void NoAck_I2c(void) SDA=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); /时钟低电平周期大于4 _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; /清时钟线

14、，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: bit ISendByte(unsigned char sla,ucahr c); 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。-*/*bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c) Start_I2c(); /启动总线 SendByte(sla); /发送器件地址 if(ack=0)return(0); SendByte(c); /

15、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: bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no); 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。-*/*bit ISendStr(unsigned char sla,un

16、signed char suba,unsigned char *s,unsigned char no) unsigned char i; for(i=0;ino;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(

17、1);*/*- 向无子地址器件读字节数据函数 函数原型: bit IRcvByte(unsigned char sla,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。-*/*bit IRcvByte(unsigned char sla,unsigned char *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();

18、/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: bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no); 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。-*/*bit IRcvStr(unsigned char sla,unsigned char suba

19、,unsigned char *s,unsigned char no) unsigned char 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); Start_I2c(); SendByte(sla+1); if(ack=0)return(0); for(i=0;ino-1;i+) *s=RcvByte(); /发送数据 Ack_I2c(); /发送就答位 s+; *s=RcvByte(); NoAck_I2c(); /发送

20、非应位 Stop_I2c(); /结束总线 return(1);*/#includedisplay.h#includedelay.h#define DataPort P0 /定义数据端口 程序中遇到DataPort 则用P0 替换/sbit LATCH1=P20;/定义锁存使能端口 段锁存/sbit LATCH2=P23;/ 位锁存unsigned char code dofly_DuanMa10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/ 显示段码值09unsigned char code dofly_WeiMa=0xfe,0xfd

21、,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/分别对应相应的数码管点亮,即位码unsigned char TempData8; /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：void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num) static unsigned char i=0; DataPort=0; /清空数

22、据，防止有交替重影 LATCH1=1; /段锁存 LATCH1=0; DataPort=dofly_WeiMai+FirstBit; /取位码 LATCH2=1; /位锁存 LATCH2=0; DataPort=TempDatai; /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-*/void Init_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-*/void Timer0_isr(void) interrupt 1 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 unsigned char t，无返回值 unsigned char 是定义无符号字符变量，其值的范围是 0255 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+5 uS -