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【51单片机入门记录】A/D、D/A转换器PCF859应用

作者：繁依Fanyi0 | 2024-04-13 07:43:49

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【51单片机入门记录】A/D、D/A转换器PCF859应用

目录

一、IIC初始化代码

二、开发板电路图

三、PCF8591读/写字节操作流程及相关函数

（1）PCF8591（AD）读操作流程及代码

（2）PCF8591（AD）写操作流程及代码

四、应用示例-显示电压值

一、IIC初始化代码

  1. 加载“iic.c文件”，主函数中添加iic.h头文件
  2. 调节软件延迟时长（全部扩大十倍即可）
  3. 编写PCF8591读写函数，并且在头文件中定义
  4. 编写用户用能函数

二、开发板电路图

（图源第十五届蓝桥杯电子赛资源包）

  • 根据图以及前面所学的EEPROM存储器的位置，可知IIC总线上有两个设备，一个是PCF85191另一个是AT24C02 EEPROM存储器。
  • AIN1（光敏电阻线路）、AIN3（活动变阻器、电压采集）

三、PCF8591读/写字节操作流程及相关函数

（1）PCF8591（AD）读操作流程及代码

  1. 主控器发出起始信号
  2. 主控器发出寻址字节（写：0X90）
  3. 被控器做出应答后
  4. 主控器发出控制字节（写：）
  5. 被控器做出应答后
  6. 主控器发出停止信号
  7. 主控器发出起始信号
  8. 主控器发出寻址字节（读：0x91）
  9. 被控器做出应答后
  10. 主控器从被控器读出数据字节，主控器发出应答
  11. 主控器发出停止信号
  1. unsigned char AD_read(unsigned char add)
  2. {
  3. 	unsigned char dat;
  4. 	
  5. 	I2CStart();
  6. 	I2CSendByte(0X90);
  7. 	I2CWaitAck();
  8. 	I2CSendByte(add);
  9. 	I2CWaitAck();
  10. 	I2CStop();
  11. 	
  12. 	I2CStart();
  13. 	I2CSendByte(0X91);
  14. 	I2CWaitAck();
  15. 	dat=I2CReceiveByte();
  16. 	I2CSendAck(1);
  17. 	I2CStop();
  18. 	
  19. 	return dat;
  20. }
  21.

（2）PCF8591（AD）写操作流程及代码

  1. 主控器发出起始信号
  2. 主控器发出寻址字节（写：0X90）
  3. 被控器做出应答后
  4. 主控器发出控制字节（写）
  5. 被控器做出应答后
  6. 主控器发出DA输出数据字节（写）
  7. 被控器做出应答后
  8. 主控器发出停止信号
  1. void AD_write(unsigned char dat)
  2. {
  3. 	I2CStart();
  4. 	I2CSendByte(0X90);
  5. 	I2CWaitAck();
  6. 	I2CSendByte(0X40);
  7. 	I2CWaitAck();
  8. 	I2CSendByte(dat);
  9. 	I2CWaitAck();
  10. 	I2CStop();
  11. 	
  12. }

四、应用示例-显示电压值

  1. //iic.c
  2. #include <STC15F2K60S2.H>
  3. #include<intrins.h>
  4. #define DELAY_TIME	50
  5.  
  6. //总线引脚定义
  7. sbit sda = P2^1; 
  8. sbit scl = P2^0; 
  9.  
  10. //
  11. static void I2C_Delay(unsigned char n)
  12. {
  13.     do
  14.     {
  15.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  16.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  17.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();		
  18.     }
  19.     while(n--);      	
  20. }
  21.  
  22. //
  23. void I2CStart(void)
  24. {
  25.     sda = 1;
  26.     scl = 1;
  27. 	I2C_Delay(DELAY_TIME);
  28.     sda = 0;
  29. 	I2C_Delay(DELAY_TIME);
  30.     scl = 0;    
  31. }
  32.  
  33. //
  34. void I2CStop(void)
  35. {
  36.     sda = 0;
  37.     scl = 1;
  38. 	I2C_Delay(DELAY_TIME);
  39.     sda = 1;
  40. 	I2C_Delay(DELAY_TIME);
  41. }
  42.  
  43. //
  44. void I2CSendByte(unsigned char byt)
  45. {
  46.     unsigned char i;
  47. 	
  48.     for(i=0; i<8; i++){
  49.         scl = 0;
  50. 		I2C_Delay(DELAY_TIME);
  51.         if(byt & 0x80){
  52.             sda = 1;
  53.         }
  54.         else{
  55.             sda = 0;
  56.         }
  57. 		I2C_Delay(DELAY_TIME);
  58.         scl = 1;
  59.         byt <<= 1;
  60. 		I2C_Delay(DELAY_TIME);
  61.     }
  62. 	
  63.     scl = 0;  
  64. }
  65.  
  66. //
  67. unsigned char I2CReceiveByte(void)
  68. {
  69. 	unsigned char da;
  70. 	unsigned char i;
  71. 	for(i=0;i<8;i++){   
  72. 		scl = 1;
  73. 		I2C_Delay(DELAY_TIME);
  74. 		da <<= 1;
  75. 		if(sda) 
  76. 			da |= 0x01;
  77. 		scl = 0;
  78. 		I2C_Delay(DELAY_TIME);
  79. 	}
  80. 	return da;    
  81. }
  82.  
  83. //
  84. unsigned char I2CWaitAck(void)
  85. {
  86. 	unsigned char ackbit;
  87. 	
  88.     scl = 1;
  89. 	I2C_Delay(DELAY_TIME);
  90.     ackbit = sda; 
  91.     scl = 0;
  92. 	I2C_Delay(DELAY_TIME);
  93. 	
  94. 	return ackbit;
  95. }
  96.  
  97. //
  98. void I2CSendAck(unsigned char ackbit)
  99. {
  100.     scl = 0;
  101.     sda = ackbit; 
  102. 	I2C_Delay(DELAY_TIME);
  103.     scl = 1;
  104. 	I2C_Delay(DELAY_TIME);
  105.     scl = 0; 
  106. 	sda = 1;
  107. 	I2C_Delay(DELAY_TIME);
  108. }
  109.  
  110. unsigned char AD_read(unsigned char add)
  111. {
  112. 	unsigned char dat;
  113. 	
  114. 	I2CStart();
  115. 	I2CSendByte(0X90);
  116. 	I2CWaitAck();
  117. 	I2CSendByte(add);
  118. 	I2CWaitAck();
  119. 	I2CStop();
  120. 	
  121. 	I2CStart();
  122. 	I2CSendByte(0X91);
  123. 	I2CWaitAck();
  124. 	dat=I2CReceiveByte();
  125. 	I2CSendAck(1);
  126. 	I2CStop();
  127. 	
  128. 	return dat;
  129. 	
  130. }
  131. void AD_write(unsigned char dat)
  132. {
  133. 	I2CStart();
  134. 	I2CSendByte(0X90);
  135. 	I2CWaitAck();
  136. 	I2CSendByte(0X40);
  137. 	I2CWaitAck();
  138. 	I2CSendByte(dat);
  139. 	I2CWaitAck();
  140. 	I2CStop();
  141. 	
  142. }
  1. //IIC.h
  2. #ifndef _IIC_H
  3. #define _IIC_H
  4. //
  5. static void I2C_Delay(unsigned char n);
  6.  
  7. //
  8. void I2CStart(void);
  9.  
  10. //
  11. void I2CStop(void);
  12.  
  13. //
  14. void I2CSendByte(unsigned char byt);
  15.  
  16. //
  17. unsigned char I2CReceiveByte(void);
  18.  
  19. //
  20. unsigned char I2CWaitAck(void);
  21.  
  22. //
  23. void I2CSendAck(unsigned char ackbit);
  24. //
  25. unsigned char AD_read(unsigned char add);
  26. void AD_write(unsigned char dat);
  27.  
  28.  
  29. #endif
  1. //main.c
  2. #include <STC15F2K60S2.H>
  3. #include<intrins.h>
  4. #include<IIC.h>
  5.  
  6. #define uchar unsigned char
  7. #define uint unsigned int
  8. 	
  9. unsigned char LED_Bit=0XFF;
  10. unsigned char Actuator_Bit=0X00;
  11.  
  12. #define LEDx_ON(n) 	{ LED_Bit&=_crol_(0XFE,n-1); P0=LED_Bit; P2|=0X80;	P2&=0X9F;	P2&=0X1F;}
  13. #define LEDx_OFF(n) { LED_Bit|=_crol_(0X01,n-1); P0=LED_Bit; P2|=0X80;	P2&=0X9F;	P2&=0X1F;}
  14.  
  15. #define Buzzer_ON 	Actuator_Bit|=0x40; P0=Actuator_Bit;	P2|=0XA0;	P2&=0XBF; P2&=0X1F;		
  16. #define Buzzer_OFF 	Actuator_Bit&=0XBF; P0=Actuator_Bit;	P2|=0XA0;	P2&=0XBF;	P2&=0X1F;
  17. #define Relay_ON 		Actuator_Bit|=0x10; P0=Actuator_Bit;	P2|=0XA0;	P2&=0XBF;	P2&=0X1F;
  18. #define Relay_OFF 	Actuator_Bit&=0XEF; P0=Actuator_Bit;	P2|=0XA0;	P2&=0XBF;	P2&=0X1F;
  19.  
  20. unsigned char code tab[]=	{0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90,\
  21. 													 0X40,0X79,0X24,0X30,0X19,0X12,0X02,0X78,0X00,0X10,\
  22. 													 0XBF,0XFF};
  23. unsigned char KEY_Value = 0 ;
  24. unsigned char DigCom=0;
  25. unsigned char DigBuf[8] = {10,10,10,10,10,10,10,10};
  26.  
  27. unsigned char LED = 1 ;
  28. unsigned int LED_tt =0;
  29. bit LED_Ref = 0 ;
  30.  
  31. unsigned int SEG_tt =0;		//定义一个数码管计数时间标识位
  32. bit SEG_Ref = 0 ;					//定义一个数码管刷新标识位
  33. bit SEG_Run = 0 ;					//定义一个控制数码管运行标识位
  34. unsigned int Num = 999 ;
  35.  
  36. unsigned char Open;
  37.  
  38. unsigned char EEPROM_Write[8] = {2,3,4,5,6,7,8,9};
  39. unsigned char EEPROM_Read[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};
  40.  
  41. unsigned int AD_VALUE=0;
  42. unsigned int AD_tt =0;
  43. bit AD_Ref =0;
  44.  
  45.  
  46. void ALL_Init(void);
  47. void Delay_MS(unsigned int MS);
  48. void KeyScan(void);
  49. void ArrKeyScan(void);
  50. void Timer0Init(void);		//1毫秒@11.0592MHz
  51.  
  52. void main(void)
  53. {
  54. 	ALL_Init();
  55. 	Timer0Init();
  56. 	EA=1;ET0=1;
  57. 	
  58. 	
  59. 	while(1)
  60. 	{
  61. 		if(AD_Ref == 1)
  62. 		{
  63. 			AD_Ref = 0 ;
  64. 			AD_VALUE = AD_read(0X03);
  65. 			AD_write(AD_VALUE);
  66. 			
  67. 			AD_VALUE = AD_VALUE * 1.96;
  68. 			DigBuf[2]=21;DigBuf[3]=21;DigBuf[4]=21;
  69. 			DigBuf[5]=AD_VALUE/100 + 10; DigBuf[6]=AD_VALUE%100/10;
  70. 			DigBuf[7]=AD_VALUE%10;				
  71. 		}
  72. 		
  73. 		
  74. 		KeyScan();
  75. 		if(KEY_Value==7){KEY_Value=0;SEG_Run = 1 ;}
  76. 		if(KEY_Value==6){KEY_Value=0;SEG_Run = 0 ;}
  77. 		if(KEY_Value==5){KEY_Value=0;LEDx_ON(1);Buzzer_ON;}
  78. 		if(KEY_Value==4){KEY_Value=0;LEDx_OFF(1);Buzzer_OFF;}	
  79. 	}
  80. }
  81.  
  82. void KeyScan(void)
  83. {
  84. 	if(P30==0)
  85. 	{
  86. 		Delay_MS(10);
  87. 		if(P30==0)KEY_Value = 7 ;		
  88. 		while(!P30);
  89. 	}
  90. 	else if(P31==0)
  91. 	{
  92. 		Delay_MS(10);
  93. 		if(P31==0)KEY_Value = 6 ;		
  94. 		while(!P31);
  95. 	}	
  96. 	else if(P32==0)
  97. 	{
  98. 		Delay_MS(10);
  99. 		if(P32==0)KEY_Value = 5 ;		
  100. 		while(!P32);
  101. 	}	
  102. 	else if(P33==0)
  103. 	{
  104. 		Delay_MS(10);
  105. 		if(P33==0)KEY_Value = 4 ;		
  106. 		while(!P33);
  107. 	}	
  108. }
  109.  
  110. void Timer0(void) interrupt 1
  111. {
  112. 	P0=0X00;
  113. 	P2|=0XC0;  // P2=P2|0XC0;   XXXX XXXX | 1100 0000 = 11XX XXXX
  114. 	P2&=0XDF;	 // P2=P2&0XDF;   11XX XXXX & 1101 1111 = 110X XXXX	
  115. 	P2&=0X1F;		//关闭所有的74HC573锁存器	
  116. 	
  117. 	P0=tab[DigBuf[DigCom]];	
  118. 	P2|=0XE0;			//	P2=P2|0XE0;   XXXX XXXX | 1110 0000 = 111X XXXX
  119. 	P2&=0XFF;		 	// P2=P2&0XDF;   11XX XXXX & 1101 1111 = 110X XXXX	
  120. 	P2&=0X1F;			//关闭所有的74HC573锁存器
  121. 	
  122. 	P0=(0X01<<DigCom); 	//然后选中第一个数码管
  123. 	P2|=0XC0;  // P2=P2|0XC0;   XXXX XXXX | 1100 0000 = 11XX XXXX
  124. 	P2&=0XDF;	 // P2=P2&0XDF;   11XX XXXX & 1101 1111 = 110X XXXX	
  125. 	P2&=0X1F;		//关闭所有的74HC573锁存器
  126.  
  127. 	if(++DigCom == 8)DigCom = 0 ;
  128. 	
  129. 	LED_tt++;
  130. 	if(LED_tt == 999) {LED_tt = 0 ; LED_Ref = 1 ;}
  131.  
  132. 	if(++SEG_tt==1000){SEG_tt=0;SEG_Ref=1;}
  133. 	
  134. 	if(++AD_tt==500){AD_tt=0;AD_Ref=1;}
  135. //	XXX_tt++;
  136. //	if(++XXX_tt==NNN){XXX_tt=0;XXX_Ref=1;}	
  137. }
  138.  
  139. void Timer0Init(void)		//1毫秒@11.0592MHz
  140. {
  141. 	AUXR |= 0x80;		//定时器时钟1T模式
  142. 	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
  143. 	TL0 = 0xCD;		//设置定时初始值
  144. 	TH0 = 0xD4;		//设置定时初始值
  145. 	TF0 = 0;		//清除TF0标志
  146. 	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
  147. }
  148.  
  149.  
  150.  
  151. void Delay_MS(unsigned int MS)
  152. {
  153. 	unsigned i,j;
  154. 	for(i=0;i<MS;i++)
  155. 		for(j=853;j>0;j--); //STC15单片机设置为853; STC8H单片机修改为1109；STC32G单片机修改为427;
  156. }
  157.  
  158. void ALL_Init(void)
  159. {
  160. 	P0 =0X00;		//先设置关闭蜂鸣器继电器的P0输出值（全关）
  161. 	P2|=0XA0;		// 将P27 P25 设置为1 其他位保持不变
  162. 	P2&=0XBF; 	// 将P26设置为0 其他位保持不变
  163. 	P2&=0X1F;		//关闭所有的74HC573锁存器
  164.  
  165. 	P0 =0XFF;		//先设置关闭所有的LED的P0输出值（全关）
  166. 	P2|=0X80;		// 将P27设置为1 其他位保持不变
  167. 	P2&=0X9F;		// 将P26 P25设置为0 其他位保持不变
  168. 	P2&=0X1F;		//关闭所有的74HC573锁存器
  169. 	
  170. 	P0 =0X00;		//先设置选择数码管位选的P0输出值（全不选）
  171. 	P2|=0XC0;		// 将P27 P26 设置为1 其他位保持不变
  172. 	P2&=0XDF;		// 将P26设置为0 其他位保持不变
  173. 	P2&=0X1F;		//关闭所有的74HC573锁存器
  174. }

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