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單片機+PCF8591實現數字電壓表的仿真+代碼

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ID:460629 發表于 2019-1-3 14:51 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
制作數字電壓表（2學時）

一、實驗目的：

1. 了解I2C串行總線工作原理及通信協議

2. 了解ADC0804、DAC0832、PCF8591與AT89S51的接口設計

3. 掌握ADC0804、DAC0832、PCF8591的編程方法

4. 能夠熟練運用數模轉換模塊

二、實驗要求：

1. 數字電壓表：在AT89C52系統中采用PCF8591芯片，測量0-5V范圍內的直流電壓，并在2位數碼管上顯示電壓值。

三、實驗設備：(PROTEUS元件表)


四、實驗報告：

1．描述實驗過程（重要步驟用屏幕截圖表示）。

2．給出在PROTEUS中設計的單片機系統電路圖

3．畫出程序流程圖

4．給出在KEIL中編寫的源程序。

5．描述在proteus中仿真運行程序的實驗現象

五、實驗總結


單片機源程序如下:


  1. /**********************BST-M51實驗開發板例程************************
  2. *  平臺：BST-M51 + Keil U4 + STC89C52
  3. *  名稱：AD串口讀取實驗
  4. *  公司：深圳市亞博軟件開發有限公司      
  5. *  日期：2015-6
  6. *  晶振:11.0592MHZ
  7. ******************************************************************/
  8. #include<reg52.h>    //包含單片機寄存器的頭文件
  9. #include <intrins.h>

  11. #define  AddWr 0x90    //PCF8591 地址

  13. // 變量定義
  14. unsigned char AD_CHANNEL=0;
  15. unsigned char  D[32];
  16. unsigned char code table[10]={0xC0,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};   //共陽極數碼管0~9顯示的數值表
  17. unsigned int data dis[3]={0x00,0x00,0x00};  //用以計算存儲輸出電壓的3元素數組

  19. sbit scl=P2^0;       //I2C  時鐘
  20. sbit sda=P2^1;       //I2C  數據
  21. bit ack;                 /*應答標志位*/
  22. sbit C1=P2^6;//數碼管位選
  23. sbit C2=P2^7;//數碼管位選
  24. sbit Dp=P2^5;//小數點

  26. unsigned char date;

  28. /*******************************************************************
  29.                      起動總線函數              
  30. 函數原型: void  Start_I2c();
  31. 功能:     啟動I2C總線,即發送I2C起始條件.
  32. ********************************************************************/
  33. void Start_I2c()
  34. {
  35.   sda=1;         /*發送起始條件的數據信號*/
  36.   _nop_();
  37.   scl=1;
  38.   _nop_();        /*起始條件建立時間大于4.7us,延時*/
  39.   _nop_();
  40.   _nop_();
  41.   _nop_();
  42.   _nop_();   
  43.   sda=0;         /*發送起始信號*/
  44.   _nop_();        /* 起始條件鎖定時間大于4μs*/
  45.   _nop_();
  46.   _nop_();
  47.   _nop_();
  48.   _nop_();      
  49.   scl=0;       /*鉗住I2C總線，準備發送或接收數據 */
  50.   _nop_();
  51.   _nop_();
  52. }

  54. /*******************************************************************
  55.                       結束總線函數              
  56. 函數原型: void  Stop_I2c();
  57. 功能:     結束I2C總線,即發送I2C結束條件.
  58. ********************************************************************/
  59. void Stop_I2c()
  60. {
  61.   sda=0;      /*發送結束條件的數據信號*/
  62.   _nop_();       /*發送結束條件的時鐘信號*/
  63.   scl=1;      /*結束條件建立時間大于4μs*/
  64.   _nop_();
  65.   _nop_();
  66.   _nop_();
  67.   _nop_();
  68.   _nop_();
  69.   sda=1;      /*發送I2C總線結束信號*/
  70.   _nop_();
  71.   _nop_();
  72.   _nop_();
  73.   _nop_();
  74. }

  76. /*******************************************************************
  77.                  字節數據發送函數              
  78. 函數原型: void  I2C_SendByte(UCHAR c);
  79. 功能:     將數據c發送出去,可以是地址,也可以是數據,發完后等待應答,并對
  80.           此狀態位進行操作.(不應答或非應答都使ack=0)   
  81.            發送數據正常，ack=1; ack=0表示被控器無應答或損壞。
  82. ********************************************************************/
  83. void  I2C_SendByte(unsigned char  c)
  84. {
  85. unsigned char  i;

  87. for(i=0;i<8;i++)  /*要傳送的數據長度為8位*/
  88.     {
  89.      if((c<<i)&0x80)sda=1;   /*判斷發送位*/
  90.        else  sda=0;               
  91.      _nop_();
  92.      scl=1;               /*置時鐘線為高，通知被控器開始接收數據位*/
  93.       _nop_();
  94.       _nop_();             /*保證時鐘高電平周期大于4μs*/
  95.       _nop_();
  96.       _nop_();
  97.       _nop_();        
  98.      scl=0;
  99.     }

  101.     _nop_();
  102.     _nop_();
  103.     sda=1;                /*8位發送完后釋放數據線，準備接收應答位*/
  104.     _nop_();
  105.     _nop_();  
  106.     scl=1;
  107.     _nop_();
  108.     _nop_();
  109.     _nop_();
  110.     if(sda==1)ack=0;   
  111.        else ack=1;        /*判斷是否接收到應答信號*/
  112.     scl=0;
  113.     _nop_();
  114.     _nop_();
  115. }

  117. /*******************************************************************
  118.                  字節數據接收函數              
  119. 函數原型: UCHAR  I2C_RcvByte();
  120. 功能:        用來接收從器件傳來的數據,并判斷總線錯誤(不發應答信號)，
  121.           發完后請用應答函數應答從機。
  122. ********************************************************************/   
  123. unsigned char   I2C_RcvByte()
  124. {
  125.   unsigned char  retc=0,i;
  126.   sda=1;                     /*置數據線為輸入方式*/
  127.   for(i=0;i<8;i++)
  128.       {
  129.         _nop_();         
  130.         scl=0;                  /*置時鐘線為低，準備接收數據位*/
  131.         _nop_();
  132.         _nop_();                 /*時鐘低電平周期大于4.7μs*/
  133.         _nop_();
  134.         _nop_();
  135.         _nop_();
  136.         scl=1;                  /*置時鐘線為高使數據線上數據有效*/
  137.         _nop_();
  138.         _nop_();
  139.         retc=retc<<1;
  140.         if(sda==1)retc=retc+1;  /*讀數據位,接收的數據位放入retc中 */
  141.         _nop_();
  142.         _nop_();
  143.       }
  144.   scl=0;   
  145.   _nop_();
  146.   _nop_();
  147.   return(retc);
  148. }

  150. /********************************************************************
  151.                      應答子函數
  152. 函數原型:  void Ack_I2c(bit a);
  153. 功能:      主控器進行應答信號(可以是應答或非應答信號，由位參數a決定)
  154. ********************************************************************/
  155. void Ack_I2c(bit a)
  156. {
  157.   if(a==0)sda=0;              /*在此發出應答或非應答信號 */
  158.   else sda=1;                                                          /*0為發出應答，1為非應答信號 */
  159.   _nop_();
  160.   _nop_();
  161.   _nop_();     
  162.   scl=1;
  163.   _nop_();
  164.   _nop_();                    /*時鐘低電平周期大于4μs*/
  165.   _nop_();
  166.   _nop_();
  167.   _nop_();
  168.   scl=0;                     /*清時鐘線，住I2C總線以便繼續接收*/
  169.   _nop_();
  170.   _nop_();   
  171. }

  173. /************************************************************
  174. * 函數名        : Pcf8591_DaConversion
  175. * 函數功能      : PCF8591的輸出端輸出模擬量
  176. * 輸入          : addr（器件地址），channel（轉換通道），value（轉換的數值）
  177. * 輸出                       : 無
  178. ******************* *****************************************/
  179. bit Pcf8591_DaConversion(unsigned char addr,unsigned char channel,  unsigned char Val)
  180. {
  181.    Start_I2c();              //啟動總線
  182.    I2C_SendByte(addr);            //發送器件地址
  183.    if(ack==0)return(0);
  184.    I2C_SendByte(0x40|channel);              //發送控制字節
  185.    if(ack==0)return(0);
  186.    I2C_SendByte(Val);            //發送DAC的數值
  187.    if(ack==0)return(0);
  188.    Stop_I2c();               //結束總線
  189.    return(1);
  190. }

  192. /************************************************************
  193. * 函數名        : Pcf8591_SendByte
  194. * 函數功能                            : 寫入一個控制命令
  195. * 輸入          : addr（器件地址），channel（轉換通道）
  196. * 輸出                       : 無
  197. ************************************************************/
  198. bit PCF8591_SendByte(unsigned char addr,unsigned char channel)
  199. {
  200.    Start_I2c();              //啟動總線
  201.    I2C_SendByte(addr);            //發送器件地址
  202.    if(ack==0)return(0);
  203.    I2C_SendByte(0x40|channel);              //發送控制字節
  204.    if(ack==0)return(0);
  205.    Stop_I2c();               //結束總線
  206.    return(1);
  207. }

  209. /************************************************************
  210. * 函數名                     : PCF8591_RcvByte
  211. * 函數功能                 : 讀取一個轉換值
  212. * 輸入          :
  213. * 輸出          : dat
  214. ************************************************************/
  215. unsigned char PCF8591_RcvByte(unsigned char addr)
  216. {
  217.    unsigned char dat;

  219.    Start_I2c();          //啟動總線
  220.    I2C_SendByte(addr+1);      //發送器件地址
  221.    if(ack==0)return(0);
  222.    dat=I2C_RcvByte();          //讀取數據0

  224.    Ack_I2c(1);           //發送非應答信號
  225.    Stop_I2c();           //結束總線
  226.    return(dat);
  227. }
  228. /*------------------------------------------------
  229.                  串口初始化函數
  230. ------------------------------------------------*/
  231. void init_com(void)
  232. {
  233. EA=1;        //開總中斷
  234. ES=1;        //允許串口中斷
  235. ET1=1;        //允許定時器T1的中斷
  236. TMOD=0x20;   //定時器T1，在方式2中斷產生波特率
  237. PCON=0x00;   //SMOD=0
  238. SCON=0x50;   // 方式1 由定時器控制
  239. TH1=0xfd;    //波特率設置為9600
  240. TL1=0xfd;
  241. TR1=1;       //開定時器T1運行控制位

  243. }
  244. /*------------------------------------------------
  245.                   延時函數
  246. ------------------------------------------------*/
  247. void delay(unsigned char i)
  248. {
  249.   unsigned char j,k;
  250.   for(j=i;j>0;j--)
  251.     for(k=125;k>0;k--);
  252. }
  253. /*------------------------------------------------
  254. 把讀取值轉換成一個一個的字符，給串口顯示
  255. ------------------------------------------------*/
  256. void To_ascii(unsigned char num)
  257. {            
  258.               SBUF=num/100+'0';                                               
  259.               delay(200);                             
  260.               SBUF=num/10%10+'0';                                            
  261.               delay(200);            
  262.               SBUF=num%10+'0';
  263.               delay(200);
  264. }
  265. /*------------------------------------------------
  266.                     主函數
  267. ------------------------------------------------*/
  268. main()
  269. {

  271.               init_com();
  272.               while(1)
  273.               {
  274.               /********以下AD-DA處理*************/
  275.               PCF8591_SendByte(AddWr,0);              //啟動轉換
  276.               D[0]=PCF8591_RcvByte(AddWr);  //讀轉換完的數字信號，ADC0 模數轉換1      光敏電阻            
  277.               /********以下將AD的值通過串口發送出去*************/
  278.               dis[1]=D[0]/51;   //每刻度值為5/256V，所以電壓值為輸出的8位數字值*5/256V，計算輸出電壓的整數值
  279.               dis[2]=D[0]%51;   //dis[2]位中間暫存數據位
  280.               dis[2]=dis[2]*10;   
  281.               dis[0]=dis[2]/51;    //計算輸出電壓的小數值            
  282.             
  283.               C1=0;                //關閉第二位數碼管
  284.               C2=1;                //打開第一位數碼管
  285.                  Dp=1;                //打開小數點
  286.               P1=table[dis[0]];    //顯示整數部分及小數點
  287.               delay(10);           //延時一定時間
  288.                                          
  289.      C2=0;                //關閉第一位數碼管
  290.               C1=1;                //打開第二位數碼管
  291.               Dp=0;                //關閉小數點
  292.               P1=table[dis[1]];     //顯示小數部分
  293.             
  294.               /*delay(200);            
  295.               To_ascii(D[0]);
  296.               SBUF='\n';
  297.               delay(200);
  298.               if(RI)
  299.               {
  300.                             date=SBUF;    //單片機接受
  301.                             SBUF=date;    //單片機發送
  302.                             RI=0;
  303.               }*/            
  304.    }
  305. }
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ID:362692 發表于 2020-1-3 15:10 來自手機 | 顯示全部樓層
程序還不錯，借鑒的一部分
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ID:743707 發表于 2020-5-4 16:02 來自手機 | 顯示全部樓層
這個圖可以有清楚的嗎
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ID:782630 發表于 2020-6-17 22:24 | 顯示全部樓層
正在學，感謝分享
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ID:585455 發表于 2020-9-13 15:33 | 顯示全部樓層
正在學習pcf8591;很棒的資料。
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