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單片機+MCP3001多通道電壓測量的程序源碼和仿真原理圖

[復制鏈接]
ID:337023 發表于 2018-10-31 22:23 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
一款51單片機芯片和MCP3001 ad轉換器電路實現 8 路電壓測量系統，并可以將顯示的電壓顯示在液晶屏上。系統中 AD 測量芯片只用一片。8 電路電壓輸入采用模擬量開關進行切換。實驗
8 個 led 燈代表模擬量輸入通道狀態。
S1 鍵，按下 S1 鍵，系統工作模式為手動切換通道進行測量，并且顯示測量電壓值。
并在液晶屏的右上角顯示“M”字母，代表當前模式是手動模式。
S2 鍵，按下 S2 鍵，系統工作模式為自動切換通道進行測量，并且顯示測量電壓
值。并在液晶屏的右上角顯示“A”字母，代表當前模式是手動模式。電壓值顯
示采用輪顯方式，每個 5 秒鐘切換一次顯示。
S3 鍵，具體功能如下：
（A） 在手動模式下，沒按下一次，切換一組顯示畫面。一共四組顯示畫面。
（B） 在自動模式下，此按鍵不起作用。

仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）

仿真圖

仿真圖

MCP3001的單片機源碼：
  1. #include<reg52.h>
  2. #include <lcd.h>
  3. #include<intrins.h>
  4. int *pp;
  5. unsigned int Dist_temp;

  7. char code int2charLCD[10]="0123456789";

  9. sbit _4051_A = P1^5;
  10. sbit _4051_B = P1^6;
  11. sbit _4051_C = P1^7;

  13. sbit CLK = P1^0;
  14. sbit DO = P1^1;
  15. sbit CS = P1^2;

  17. sbit led1 = P3^7;
  18. sbit led2 = P3^6;
  19. sbit led3 = P3^5;
  20. sbit led4 = P3^4;
  21. sbit led5 = P3^3;
  22. sbit led6 = P3^2;
  23. sbit led7 = P3^1;
  24. sbit led8 = P3^0;
  25. sbit LED=P1^3;
  26. sbit KEY_S1 = P2^3;
  27. sbit KEY_S2 = P2^5;
  28. sbit KEY_S3 = P2^7;

  30. unsigned char sys_mode=0;//工作模式，0代表手動，1代表自動
  31. unsigned char hand_mode_cnt=0;//手動模式下按鍵的計數，0-7代表通道CH1-CH8
  32. unsigned char Time_cnt=0; //自動模式下時間計數
  33. unsigned int  Auto_cnt=0;//自動模式狀態切換
  34. /**************************/
  35. //函數聲明
  36. void sysinit();        //調用程序初始化函數
  37. unsigned int Readad(void);
  38. void Voltage_cal(void);
  39. void disp();
  40. void CD4051_CH_Select(unsigned char ch);
  41. void key_scan(void);
  42. void System_Voltage_disp(void);
  43. void Manue_Voltage_disp(void);
  44. void Auto_Voltage_disp(void);
  45. /*****************************/
  46. unsigned int ad_value = 0;
  47. unsigned int ABC=0;
  48. float disp_val = 0;

  50. int Per;

  52. void delay100us()
  53. {
  54.         unsigned char i,j;
  55.         for(i=0;i<20;i++)
  56.                 for(j=0;j<=5;j++);        
  57. }

  59. void delay_ms(int num)
  60. {
  61.         int i,j;
  62.         for(i=num;i>0;i--)
  63.          for(j=1500;j>0;j--);
  64. }

  66. void write_LCD_command(unsigned command)
  67. {
  68.         delay100us();
  69.   rw=WRITE;        //0
  70.   rs=COMMAND;//0
  71.   enable=ENABLE; //1
  72.   P0=command;
  73.   delay100us();
  74.   
  75.   //chek_busyflag();
  76.   enable=DISABLE;//0
  77.   rw=1;
  78. }

  80. void write_LCD_DATA1(unsigned LCDDATA1)
  81. {
  82.         delay100us();
  83.   rw=WRITE;//0
  84.   rs=DATA1;//1
  85.   enable=ENABLE;//1
  86.   P0=LCDDATA1;
  87.   delay100us();        
  88.   //chek_busyflag();
  89.   enable=DISABLE;//0
  90.   rw=1;
  91.   
  92. }

  94. void init_LCD(void)
  95. {
  96.     write_LCD_command(TwoLine_8bit);      // 0x38 置功能：2行，5*7字符
  97.     write_LCD_command(CURSOR_OFF);        // 0x0c 置顯示開關：顯示屏開，光標不出現不閃爍        
  98.     write_LCD_command(CURSOR_RIGHT);      // 0x06 置輸入模式：地址加1   光標右移，顯示屏不移動
  99.         clear_LCD();
  100. }

  102. void init01_LCD(void)
  103. {
  104.     write_LCD_command(TwoLine_8bit);      // 0x38 置功能：2行，5*7字符
  105.     write_LCD_command(CURSOR_OFF01);        // 0x0c 置顯示開關：顯示屏開，光標出現閃爍        
  106.     write_LCD_command(CURSOR_RIGHT);      // 0x06 置輸入模式：地址加1   光標右移，顯示屏不移動
  107. }
  108. void clear_LCD()
  109. {
  110.   write_LCD_command(CLEAR);                                //清除顯示器
  111.   write_LCD_command(CURSOR_HOME);                //光標回到左上角
  112. }

  114. void display_LCD_string(char *p)
  115. {
  116.   while(*p)
  117.    {
  118.      write_LCD_DATA1(*p);
  119.          p++;
  120.    }
  121. }

  123. void display_LCD_number(unsigned int number)
  124. {
  125.   unsigned char x,y,z;
  126.   x=number/100;
  127.   y=(number/10)%10;
  128.   z=number%10;

  130.   write_LCD_DATA1(int2charLCD[x]);
  131.   write_LCD_DATA1('.');        
  132.   write_LCD_DATA1(int2charLCD[y]);
  133.   write_LCD_DATA1(int2charLCD[z]);
  134. }

  136. void gotoxy(unsigned x,unsigned y)                //顯示行選擇
  137. {
  138.   if(x==1)
  139.     write_LCD_command(GOTO_LINE_1+y);
  140.   else
  141.     write_LCD_command(GOTO_LINE_2+y);
  142. }


  145. /****主函數*******/
  146. void main()
  147. {
  148.         init_LCD();
  149.                
  150.         while(1)
  151.         {
  152.                

  154.                 key_scan();
  155.             System_Voltage_disp();

  157.          }
  158. }

  160. /***********AD芯片讀取函數************************/
  161. unsigned int Readad(void)
  162. {
  163.         unsigned char i;
  164.         unsigned int tmp;

  166.         float Ux;
  167.    tmp  = 0;
  168.         CLK = 0;
  169.         CS = 0;

  171.    _nop_();
  172.         CLK = 1;
  173.         _nop_();
  174.         CLK = 0;

  176.     _nop_();
  177.         CLK = 1;
  178.         _nop_();
  179.         CLK = 0;

  181.         _nop_();
  182.         CLK = 1;
  183.         _nop_();
  184.         CLK = 0;

  186.         for(i = 0; i < 10; i++)
  187.         {
  188.         
  189.                 CLK = 1;
  190.                 tmp = tmp << 1;
  191.                 if(DO == 1)
  192.                 {
  193.                         tmp = tmp + 1;
  194.                 }
  195.                 CLK = 0;
  196.                
  197.         }
  198.         CS = 1;
  199.         CLK = 1;
  200.         
  201.         Ux = tmp;
  202.         
  203.         Ux = 100*(Ux * 5.0)/1024;/**********AD測量電壓計算，計算電壓值擴大100倍******************/
  204.         
  205.         
  206.         return(Ux);
  207.                                                                            
  208. }

  210. /*******選擇模擬量通道*************/
  211. void CD4051_CH_Select(unsigned char ch)
  212. {
  213.          switch(ch)
  214.          {
  215.                  case 0: _4051_A = 0;
  216.                                 _4051_B = 0;
  217.                                 _4051_C = 0;
  218.                                 //P3 = 0X80;
  219.                                 led1 = 1;led2=led3=led4=led5=led6=led7=led8=0;
  220.                                 break;

  222.                  case 1: _4051_A = 1;
  223.                                 _4051_B = 0;
  224.                                 _4051_C = 0;
  225.                                 //P3 = 0X40;
  226.                                 led2 = 1;led1=led3=led4=led5=led6=led7=led8=0;
  227.                                 break;
  228.                 case 2: _4051_A = 0;
  229.                                 _4051_B = 1;
  230.                                 _4051_C = 0;
  231.                                 //P3 = 0X20;
  232.                                 led3 = 1;led1=led2=led4=led5=led6=led7=led8=0;
  233.                                 break;
  234.                 case 3: _4051_A = 1;
  235.                                 _4051_B = 1;
  236.                                 _4051_C = 0;
  237.                                 //P3 = 0X20;
  238.                                 led4 = 1;led1=led2=led3=led5=led6=led7=led8=0;
  239.                                 break;
  240.                 case 4: _4051_A = 0;
  241.                                 _4051_B = 0;
  242.                                 _4051_C = 1;
  243.                                 //P3 = 0X20;
  244.                                 led5 = 1;led1=led2=led3=led4=led6=led7=led8=0;
  245.                                 break;
  246.                 case 5: _4051_A = 1;
  247.                                 _4051_B = 0;
  248.                                 _4051_C = 1;
  249.                                 //P3 = 0X20;
  250.                                 led6 = 1;led1=led2=led3=led5=led4=led7=led8=0;
  251.                                 break;
  252.                 case 6: _4051_A = 0;
  253.                                 _4051_B = 1;
  254.                                 _4051_C = 1;
  255.                                 //P3 = 0X20;
  256.                                 led7 = 1;led1=led2=led3=led5=led6=led4=led8=0;
  257.                                 break;
  258.                 case 7: _4051_A = 1;
  259.                                 _4051_B = 1;
  260.                                 _4051_C = 1;
  261.                                 //P3 = 0X20;
  262.                                 led7 = 1;led1=led2=led3=led4=led5=led6=led8=0;
  263.                                 break;

  265. }
  266. }


  269. /*********按鍵掃描***************/
  270. void key_scan(void)
  271. {
  272.         if(KEY_S1==0)
  273.         {
  274.                 delay_ms(10);
  275.                 if(KEY_S1==0)
  276.                 {
  277.                         sys_mode = 0;
  278.                         //切換成手動模式
  279.                 }
  280.         }

  282.         if(KEY_S2==0)
  283.         {
  284.                 delay_ms(10);
  285.                 if(KEY_S2==0)
  286.                 {
  287.                         sys_mode = 1; //切換成自動模式
  288.                 }
  289.         }

  291.         if(sys_mode==0)
  292.         {
  293.            if(KEY_S3==0)
  294.                 {
  295.                         delay_ms(10);
  296.                         if(KEY_S3==0)
  297.                         {
  298.                                 hand_mode_cnt++;               
  299.                                 if(hand_mode_cnt>=8) hand_mode_cnt = 0;
  300.                                 
  301.         
  302.                         }
  303.                         
  304.                 }
  305.         }
  306.         
  307. }



  311. /***********電壓顯示總控制函數*******************/
  312. void System_Voltage_disp(void)
  313. {
  314.         if(sys_mode==0)
  315.         {
  316.                 Manue_Voltage_disp(); //手動模式下電壓顯示
  317.         }
  318.     else
  319.         {
  320.            Auto_Voltage_disp(); //自動模式下電壓顯示
  321.         }

  323. }

  325. /***********手動模式下電壓顯示*******************/
  326. void Manue_Voltage_disp(void)
  327. {        if(ad_value>250)
  328.         {LED=~LED;}
  329.         else
  330.         {        LED=1;}
  331.         switch(hand_mode_cnt)
  332.         {
  333.                
  334.                 case 0:   CD4051_CH_Select(0); //選擇通道
  335.                           ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  336.                
  337.                 gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  338.                                         display_LCD_string("CH1 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  339.                                         display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  340.                             display_LCD_string("V");
  341.                         gotoxy(1,14);
  342.                         display_LCD_string("M");
  343.                                         gotoxy(0,0);
  344.                                 display_LCD_string("             ");

  346.                        break;
  347.                 case 1: CD4051_CH_Select(1); //選擇通道
  348.                          ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  349.                                         gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  350.                                         display_LCD_string("CH2 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  351.                                         display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  352.                             display_LCD_string("V");
  353.                     gotoxy(1,14);
  354.                         display_LCD_string("M");
  355.                                     gotoxy(0,0);
  356.                         display_LCD_string("             ");               
  357.         
  358.                         break;
  359.                 case 2: CD4051_CH_Select(2); //選擇通道
  360.                          ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  361.                                         gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  362.                                         display_LCD_string("CH3 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  363.                                         display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  364.                             display_LCD_string("V");
  365.                                         gotoxy(1,14);
  366.                         display_LCD_string("M");
  367.         
  368.                                          gotoxy(0,0);
  369.                          display_LCD_string("             ");
  370.         
  371.                        break;
  372.                 case 3: CD4051_CH_Select(3); //選擇通道
  373.                          ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  374.                                         gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  375.                                         display_LCD_string("CH4 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  376.                                         display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  377.                                         display_LCD_string("V");
  378.                                         gotoxy(1,14);
  379.                         display_LCD_string("M");
  380.                                          gotoxy(0,0);
  381.                          display_LCD_string("             ");
  382.         
  383.                        break;
  384.                 case 4: CD4051_CH_Select(4); //選擇通道
  385.                          ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  386.                                         gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  387.                                         display_LCD_string("CH5 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  388.                                         display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  389.                                         display_LCD_string("V");
  390.                                         gotoxy(1,14);
  391.                                         display_LCD_string("M");
  392.                                          gotoxy(0,0);
  393.                                         display_LCD_string("             ");
  394.         
  395.                        break;
  396.               case 5: CD4051_CH_Select(5); //選擇通道
  397.                          ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  398.                                         gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  399.                                         display_LCD_string("CH6 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  400.                                         display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  401.                             display_LCD_string("V");
  402.                                         gotoxy(1,14);
  403.                         display_LCD_string("M");
  404.                                 gotoxy(0,0);
  405.                         display_LCD_string("             ");

  407.                           break;
  408.            case 6: CD4051_CH_Select(6); //選擇通道
  409.                          ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  410.                                         gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  411.                                         display_LCD_string("CH7 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  412.                                         display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  413.                             display_LCD_string("V");
  414.                                         gotoxy(1,14);
  415.                         display_LCD_string("M");
  416.                                         gotoxy(0,0);
  417.                          display_LCD_string("             ");

  419.                          break;                                         
  420.             case 7: CD4051_CH_Select(7); //選擇通道
  421.                          ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  422.                                         gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  423.                                         display_LCD_string("CH8 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  424.                                         display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  425.                             display_LCD_string("V");
  426.                                         gotoxy(1,14);
  427.                         display_LCD_string("M");
  428.                 gotoxy(0,0);
  429.                          display_LCD_string("             ");

  431.                          break;
  432. }
  433.         
  434.         
  435. }

  437. /***************自動測量模式下顯示的畫面************************/
  438. void Auto_Voltage_disp(void)
  439. {
  440.         
  441.         Time_cnt++;
  442.         delay_ms(1);
  443.         if(Time_cnt>30)//3000ms到，切換一次狀態
  444.         {
  445.                 Time_cnt = 0;
  446.                 Auto_cnt ++;//3000ms
  447.                 if(Auto_cnt>3) Auto_cnt = 0; //變量Auto_cnt中存放自動模式下四種顯示界面的切換標志，0代表畫面1，1代表畫面2，以此類推
  448.         }
  449.    
  450.         switch(Auto_cnt)
  451.         {
  452.                 case 0:
  453.                          CD4051_CH_Select(0); //選擇通道
  454.                      ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  455.                          gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  456.                          display_LCD_string("CH1 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  457.                          display_LCD_number(ad_value);                //顯示測量的電壓值
  458.                          display_LCD_string("V");
  459.                      gotoxy(1,14);
  460.                  display_LCD_string("A");
  461.                    CD4051_CH_Select(1); //選擇通道
  462.                      ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  463.                          gotoxy(0,0);//設置顯示起始坐標
  464.                          display_LCD_string("CH2 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  465.                          display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  466.                      display_LCD_string("V");        
  467.                   
  468.                 break;
  469.                 case 1:
  470.                          CD4051_CH_Select(2); //選擇通道
  471.                      ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  472.                          gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  473.                          display_LCD_string("CH3 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  474.                          display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  475.                          display_LCD_string("V");
  476.                      gotoxy(1,14);
  477.                  display_LCD_string("A");
  478.                    CD4051_CH_Select(3); //選擇通道
  479.                      ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  480.                          gotoxy(0,0);//設置顯示起始坐標
  481.                          display_LCD_string("CH4 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  482.                          display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  483.                      display_LCD_string("V");
  484.                         break;
  485.                 case 2:
  486.                  CD4051_CH_Select(5); //選擇通道
  487.                      ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  488.                          gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  489.                          display_LCD_string("CH5 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  490.                          display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  491.                          display_LCD_string("V");
  492.                      gotoxy(1,14);
  493.                  display_LCD_string("A");
  494.                    CD4051_CH_Select(6); //選擇通道
  495.                      ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  496.                          gotoxy(0,0);//設置顯示起始坐標
  497.                          display_LCD_string("CH6 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  498.                          display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  499.                          display_LCD_string("V");
  500.                   break;
  501.                 case 3:
  502.                         CD4051_CH_Select(7); //選擇通道
  503.                      ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  504.                          gotoxy(1,0);//設置顯示起始坐標
  505.                          display_LCD_string("CH7 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  506.                          display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  507.                          display_LCD_string("V");
  508.                      gotoxy(1,14);
  509.                  display_LCD_string("A");
  510.                      CD4051_CH_Select(8); //選擇通道
  511.                      ad_value = Readad();//此處調用Readad(void)函數，
  512.                          gotoxy(0,0);//設置顯示起始坐標
  513.                          display_LCD_string("CH8 VOL:"); //顯示字符“VOLTAGE:”
  514.                          display_LCD_number(ad_value); //顯示測量的電壓值
  515.                          display_LCD_string("V");
  516.                  break;

  518.         }
  519.         
  520. }
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ID:217688 發表于 2022-5-30 23:08 | 顯示全部樓層
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