51單片機PCF8591的DA轉換程序詳解[含HL-1與HJ-c52 DA代碼AD/DA原理圖]（可直接復...

ID:586975 · 發(fā)表于 2019-8-1 09:01

以下是補充（能想到的范圍有限有沒想到的還請諒解）
DA工作原理
基于PCF8591芯片
DA是什么？
n DA指數(shù)模轉換（Digital to Analog），顧名思義，就是把數(shù)字信號轉換成模擬信號。與DA
相對應，AD是把模擬信號轉換為數(shù)字信號，便于計算機等數(shù)字控制器處理。
DA有什么作用？
n 1、將數(shù)字量轉換成模擬量，以便操縱控制對象。n 2、用數(shù)字化來控制各種對象。
n 3、可以在單片機中輸入數(shù)字，來控制輸出壓力計力的大小。
串行DA芯片與單片機連接方法（兩種）：
HL-1連接方法
51hei圖片20190802095213.png

HJ-c52連接方法
51hei圖片20190802095218.png

D/A轉換器的主要性能指標
1、分辨率
分辨率是指輸入數(shù)字量的最低有效位（LSB）發(fā)生變化時，所對應的輸出模擬量（電壓或電流）的變化量。它反映了
輸出模擬量的最小變化值。
分辨率與輸入數(shù)字量的位數(shù)有確定的關系，可以表示成FS /2的n方。FS表示滿量程輸入值，n為二進制位數(shù)。對于5V
的滿量程，采用８位的DAC時，分辨率為5V/256＝19.5mV；當采用12位的DAC時，分辨率則為5V/4096＝1.22mV。顯然，
位數(shù)越多分辨率就越高。
2、線性度
線性度（也稱非線性誤差）是實際轉換特性曲線與理想直線特性之間的最大偏差。常以相對于滿量程的百分數(shù)
表示。如±１％是指實際輸出值與理論值之差在滿刻度的±１％以內。
3、絕對精度和相對精度
絕對精度（簡稱精度）是指在整個刻度范圍內，任一輸入數(shù)碼所對應的模擬量實際輸出值與理論值之
間的最大誤差。絕對精度是由DAC的增益誤差（當輸入數(shù)碼為全1時，實際輸出值與理想輸出值之差）、
零點誤差（數(shù)碼輸入為全０時，DAC的非零輸出值）、非線性誤差和噪聲等引起的。絕對精度（即
最大誤差）應小于1個LSB。相對精度與絕對精度表示同一含義，用最大誤差相對于滿刻度的百分比表示。
4、建立時間
建立時間是指輸入的數(shù)字量發(fā)生滿刻度變化時，輸出模擬信號達到滿刻度值的±1/2LSB所需的時間。
是描述D/A轉換速率的一個動態(tài)指標。電流輸出型DAC的建立時間短。電壓輸出型DAC的
建立時間主要決定于運算放大器的響應時間。根據(jù)建立時間的長短，可以將DAC分成超高速（＜1μ
S)、高速（10～1μS）、中速（100～10μS）、低速（≥100μS）幾檔。
應當注意，精度和分辨率具有一定的聯(lián)系，但概念不同。DAC的位數(shù)多時，分辨率會提高，對
應于影響精度的量化誤差會減小。但其它誤差（如溫度漂移、線性不良等）的影響仍會使DAC
的精度變差。
附帶三個說明
一，HL-1的AD/DA模塊和DS1302時鐘模塊原理圖
51hei圖片20190802093741.png

二，HJ-C52的AD/DA原理圖
51hei圖片20190802094201.png

三，一個AD/DA單獨模塊（PCF8951）的說明

AD/DA獨立模塊接線說明
1. 可以自己用杜邦線接到你自己的最小系統(tǒng)上，也可以接到慧凈HJ-C51智能小車核心板上，接線方法參考源理圖接，VCC接學
習板上的VCC，GND接學習板上的GND 其他的信號輸入可以自己定義。
AD/DA獨立模塊簡單說明
1. 本板采用全新AD/DA芯片PCF8591，設計合理，性能非常穩(wěn)定，提供原理圖及配套示例代碼。
模塊說明：
2. 該模塊A/D輸入和D/A輸出定義，模塊有4路A/D輸入，1路D/A輸出：
3. A/D輸入通道0：連接外部測試；
4.A/D輸入通道1：一路電位器可測變阻器分壓；連接外部測試；
5. A/D輸入通道2：一路熱敏電阻可測溫度；連接外部測試；
6. A/D輸入通道3：一路光敏電阻可測光強；連接外部測試；
7. D/A輸出通道0：一路LED通過亮度顯示。
------------------------------------------------（因為有些東西電腦沒備份..所以找不到了）-----------------------------------------------------

/*-----------------------------------------------
內容：scl=P3^0;//IIC的時鐘線 sda=P3^1;//IIC的數(shù)據(jù)線分別接J26-7和J26-6上。
J23-5接J26-5上
LED會逐漸變亮后有逐漸變暗
------------------------------------------------*/
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
#define uc unsigned char
#define ui unsigned int
sbit scl=P3^0;//IIC的時鐘線
sbit sda=P3^1;//IIC的數(shù)據(jù)線
uc code shuju[]={
0x0f,0x1e,0x2d,0x3c,0x4b,0x5a,0x69,0x78,0x87,0x96,0xa5,0xb4,0xc3,0xd2,0xe1,0xf0,0xff,//讓電壓逐漸升高的數(shù)據(jù)
0xff,0xf0,0xe1,0xd2,0xc3,0xb4,0xa5,0x96,0x87,0x78,0x69,0x5a,0x4b,0x3c,0x2d,0x1e,0x0f,//讓電壓逐漸下降的數(shù)據(jù)
};
void delayus(void)
{
;;
}
void delay(ui m)
{
ui i,j;
for(i=0;i<120;i++)
for(j=0;j<m;j++);
}
void init(void)//IIC的初始化
{
scl=1;
delayus();
sda=1;
delayus();
}
void start(void)//IIC的起始信號
{
scl=1;
delayus();
sda=1;
delayus();
sda=0;
delayus();
}
void stop(void)//IIC的停止信號
{
sda=0;
delayus();
scl=1;
delayus();
sda=1;
delayus();
}
void ack(void)//IIC的應答信號
{
uc i;
scl=1;
delayus();
while((sda==1)&(i<255))i++;
scl=0;
delayus();
}
void write_byte(uc date)//向IIC寫一個字節(jié)的數(shù)據(jù)
{
uc i,temp;
temp=date;
for(i=0;i<8;i++)
{
temp=temp<<1;
scl=0;
delayus();
sda=CY;
delayus();
scl=1;
delayus();
}
scl=0;
delayus();
sda=1;
delayus();
}
void write(uc add,uc sda,uc date)
{
start();
write_byte(add);//0x90表示器件地址為000的寫操作
ack();
write_byte(sda);//0x40表示四路單數(shù)入00通道無增益的器件控制指令
ack();
write_byte(date);//表示DA數(shù)據(jù)
ack();
stop();
}
void main(void)
{ uc i;
init();//I2C總線初始化
while(1)
{
for(i=0;i<34;i++)
{
write(0x90,0x40,shuju[ i]);//向PCF8591里寫入數(shù)據(jù)（即電壓量的數(shù)據(jù)）；
delay(100);
}
}
}

復制代碼

以上是一個DA轉換例子[我也是也是補充的(上傳不了附件....就只能直接上碼了)
附帶兩種使LED輸出顯示DA
1，HJ-52
/*-----------------------------------------------
  名稱：IIC協(xié)議 PCF8591ADDA轉換
  內容：此程序通過IIC協(xié)議對DAAD芯片操作, 并輸出模擬量，用LED亮度漸變指示
------------------------------------------------*/
#include<reg52.h> //包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義
#include <intrins.h> //包含NOP空指令函數(shù)_nop_();

#define AddWr 0x90 //寫數(shù)據(jù)地址
#define AddRd 0x91 //讀數(shù)據(jù)地址

sbit Sda=P1^2;    //定義總線連接端口
sbit Scl=P1^7;
sbit dula=P2^0;
sbit wela=P2^1;
bit ADFlag;       //定義AD采樣標志位
unsigned char code Datatab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//7段數(shù)共陰碼管段碼表
data unsigned char  Display[8];//定義臨時存放數(shù)碼管數(shù)值
/*------------------------------------------------
                  延時程序
------------------------------------------------*/
void mDelay(unsigned char j)
{
  unsigned int i;
  for(;j>0;j--)
   {
      for(i=0;i<125;i++)
         {;}
      }
  }
/*------------------------------------------------
                  初始化定時器1
------------------------------------------------*/
void Init_Timer1(void)
{
TMOD |= 0x10;
TH1=0xff;                            /* Init value */
TL1=0x00;
//PT1=1;                /* 優(yōu)先級 */
EA=1;                   /* interupt enable */
ET1=1;                   /* enable timer1 interrupt */
TR1=1;
}
/*------------------------------------------------
                  啟動IIC總線
------------------------------------------------*/
  void Start(void)
  {
Sda=1;
_nop_();
Scl=1;
_nop_();
Sda=0;
_nop_();
Scl=0;
  }

/*------------------------------------------------
                  停止IIC總線
------------------------------------------------*/
  void Stop(void)
  {
Sda=0;
_nop_();
Scl=1;
_nop_();
Sda=1;
_nop_();
Scl=0;
}

/*------------------------------------------------
               應答IIC總線
------------------------------------------------*/
void Ack(void)
{
Sda=0;
      _nop_();
      Scl=1;
      _nop_();
      Scl=0;
      _nop_();
      }

/*------------------------------------------------
               非應答IIC總線
------------------------------------------------*/
      void NoAck(void)
      {
      Sda=1;
      _nop_();
      Scl=1;
      _nop_();
      Scl=0;
      _nop_();
      }

/*------------------------------------------------
            發(fā)送一個字節(jié)
------------------------------------------------*/
      void Send(unsigned char Data)
      {
      unsigned char BitCounter=8;
      unsigned char temp;

      do
         {
               temp=Data;
               Scl=0;
               _nop_();
               if((temp&0x80)==0x80)
                  Sda=1;
               else
                  Sda=0;

                     Scl=1;
                     temp=Data<<1;
                     Data=temp;
                     BitCounter--;
               }
      while(BitCounter);
            Scl=0;
      }

/*------------------------------------------------
            讀入一個字節(jié)并返回
------------------------------------------------*/
      unsigned char Read(void)
      {
         unsigned char temp=0;
         unsigned char temp1=0;
         unsigned char BitCounter=8;

         Sda=1;
         do
         {
               Scl=0;
      _nop_();
               Scl=1;
               _nop_();
               if(Sda)
                  temp=temp|0x01;
               else
                  temp=temp&0xfe;

               if(BitCounter-1)
                  {
                        temp1=temp<<1;
                        temp=temp1;
                        }
                        BitCounter--;
                     }
            while(BitCounter);
            return(temp);
      }

/*------------------------------------------------
                  寫入DA數(shù)模轉換值
------------------------------------------------*/
      void DAC(unsigned char Data)
      {
               Start();
               Send(AddWr); //寫入芯片地址
               Ack();
               Send(0x40);  //寫入控制位，使能DAC輸出
               Ack();
               Send(Data);  //寫數(shù)據(jù)
               Ack();
               Stop();

         }

/*------------------------------------------------
               讀取AD模數(shù)轉換的值，有返回值
------------------------------------------------*/
      unsigned char ReadADC(unsigned char Chl)
      {
   unsigned char Data;
               Start();       //寫入芯片地址
               Send(AddWr);
               Ack();
                  Send(0x40|Chl);//寫入選擇的通道，本程序只用單端輸入，差分部分需要自行添加
                              //Chl的值分別為0、1、2、3，分別代表1-4通道
               Ack();
               Start();
               Send(AddRd); //讀入地址
               Ack();
               Data=Read(); //讀數(shù)據(jù)
               Scl=0;
               NoAck();
               Stop();
               return Data; //返回值
      }

               void cmg(void)//數(shù)碼管鎖存函數(shù)                關時鐘DS1302
      {
      dula=1;
      P0=0x00;
      dula=0;
      wela=1;
      P0=0x00;
      wela=0;
      }
/*------------------------------------------------
               主程序
------------------------------------------------*/
      void main()
      {
      unsigned char num;                //DA數(shù)模輸出變量
unsigned char ADtemp;             //定義中間變量
   Init_Timer1();
      cmg();//關數(shù)碼管函數(shù)
      while(1)
            {

         DAC(num);    //DA輸出，可以用LED模擬電壓變化
               num++;       //累加，到256后溢出變?yōu)?，往復循環(huán)。顯示在LED上亮度逐漸變化
               mDelay(20);    //延時用于清晰看出變化
               if(ADFlag)    //定時采集輸入模擬量

         {
               ADFlag=0;
               }
         }
      }
2，HL-1
/*-----------------------------------------------
  名稱：IIC協(xié)議 PCF8591ADDA轉換
  內容：此程序通過IIC協(xié)議對DAAD芯片操作, 并輸出模擬量，用LED亮度漸變指示
------------------------------------------------*/
#include<reg52.h> //包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義
#include <intrins.h> //包含NOP空指令函數(shù)_nop_();

#define AddWr 0x90 //寫數(shù)據(jù)地址
#define AddRd 0x91 //讀數(shù)據(jù)地址

sbit RST=P2^4; //關掉時鐘芯片輸出
sbit Sda=P2^0;    //定義總線連接端口
sbit Scl=P2^1;
sbit Fm=P2^3;       //FM
sbit dula=P2^6;
sbit wela=P2^7;
bit ADFlag;       //定義AD采樣標志位
unsigned char code Datatab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//7段數(shù)共陰碼管段碼表
data unsigned char  Display[8];//定義臨時存放數(shù)碼管數(shù)值
/*------------------------------------------------
                  延時程序
------------------------------------------------*/
void mDelay(unsigned char j)
{
  unsigned int i;
  for(;j>0;j--)
   {
      for(i=0;i<125;i++)
         {;}
      }
  }
/*------------------------------------------------
                  初始化定時器1
------------------------------------------------*/
void Init_Timer1(void)
{
TMOD |= 0x10;
TH1=0xff;                            /* Init value */
TL1=0x00;
//PT1=1;                /* 優(yōu)先級 */
EA=1;                   /* interupt enable */
ET1=1;                   /* enable timer1 interrupt */
TR1=1;
}
/*------------------------------------------------
                  啟動IIC總線
------------------------------------------------*/
  void Start(void)
  {
Sda=1;
_nop_();
Scl=1;
_nop_();
Sda=0;
_nop_();
Scl=0;
  }

/*------------------------------------------------
                  停止IIC總線
------------------------------------------------*/
  void Stop(void)
  {
Sda=0;
_nop_();
Scl=1;
_nop_();
Sda=1;
_nop_();
Scl=0;
}

/*------------------------------------------------
               應答IIC總線
------------------------------------------------*/
void Ack(void)
{
Sda=0;
      _nop_();
      Scl=1;
      _nop_();
      Scl=0;
      _nop_();
      }

/*------------------------------------------------
               非應答IIC總線
------------------------------------------------*/
      void NoAck(void)
      {
      Sda=1;
      _nop_();
      Scl=1;
      _nop_();
      Scl=0;
      _nop_();
      }

/*------------------------------------------------
            發(fā)送一個字節(jié)
------------------------------------------------*/
      void Send(unsigned char Data)
      {
      unsigned char BitCounter=8;
      unsigned char temp;

      do
         {
               temp=Data;
               Scl=0;
               _nop_();
               if((temp&0x80)==0x80)
                  Sda=1;
               else
                  Sda=0;

                     Scl=1;
                     temp=Data<<1;
                     Data=temp;
                     BitCounter--;
               }
      while(BitCounter);
            Scl=0;
      }

/*------------------------------------------------
            讀入一個字節(jié)并返回
------------------------------------------------*/
      unsigned char Read(void)
      {
         unsigned char temp=0;
         unsigned char temp1=0;
         unsigned char BitCounter=8;

         Sda=1;
         do
         {
               Scl=0;
      _nop_();
               Scl=1;
               _nop_();
               if(Sda)
                  temp=temp|0x01;
               else
                  temp=temp&0xfe;

               if(BitCounter-1)
                  {
                        temp1=temp<<1;
                        temp=temp1;
                        }
                        BitCounter--;
                     }
            while(BitCounter);
            return(temp);
      }

/*------------------------------------------------
                  寫入DA數(shù)模轉換值
------------------------------------------------*/
      void DAC(unsigned char Data)
      {
               Start();
               Send(AddWr); //寫入芯片地址
               Ack();
               Send(0x40);  //寫入控制位，使能DAC輸出
               Ack();
               Send(Data);  //寫數(shù)據(jù)
               Ack();
               Stop();

         }

/*------------------------------------------------
               讀取AD模數(shù)轉換的值，有返回值
------------------------------------------------*/
      unsigned char ReadADC(unsigned char Chl)
      {
   unsigned char Data;
               Start();       //寫入芯片地址
               Send(AddWr);
               Ack();
                  Send(0x40|Chl);//寫入選擇的通道，本程序只用單端輸入，差分部分需要自行添加
                              //Chl的值分別為0、1、2、3，分別代表1-4通道
               Ack();
               Start();
               Send(AddRd); //讀入地址
               Ack();
               Data=Read(); //讀數(shù)據(jù)
               Scl=0;
               NoAck();
               Stop();
               return Data; //返回值
      }

               void fmg(void)//fm關
      {
      Fm=1;       //             關 fm
      }
               void cmg(void)//數(shù)碼管鎖存函數(shù)                關時鐘DS1302
      {
      dula=1;
      P0=0x00;
      dula=0;
      wela=1;
      P0=0x00;
      wela=0;
      RST=0;             //             關時鐘DS1302
      }
/*------------------------------------------------
               主程序
------------------------------------------------*/
      void main()
      {
      unsigned char num;                //DA數(shù)模輸出變量
unsigned char ADtemp;             //定義中間變量
   Init_Timer1();
      cmg();//數(shù)碼管鎖存
      fmg();
      while(1)
            {

         DAC(num);    //DA輸出，可以用LED模擬電壓變化
               num++;       //累加，到256后溢出變?yōu)?，往復循環(huán)。顯示在LED上亮度逐漸變化
               mDelay(20);    //延時用于清晰看出變化
               if(ADFlag)    //定時采集輸入模擬量

         {
               ADFlag=0;
               }
         }
      }

ID:1 · 發(fā)表于 2019-8-1 17:46

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