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单片机+PCF8591实现数字电压表的仿真+代码

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ID:460629 发表于 2019-1-3 14:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
制作数字电压表（2学时）

一、实验目的：

1. 了解I2C串行总线工作原理及通信协议

2. 了解ADC0804、DAC0832、PCF8591与AT89S51的接口设计

3. 掌握ADC0804、DAC0832、PCF8591的编程方法

4. 能够熟练运用数模转换模块

二、实验要求：

1. 数字电压表：在AT89C52系统中采用PCF8591芯片，测量0-5V范围内的直流电压，并在2位数码管上显示电压值。

三、实验设备：(PROTEUS元件表)


四、实验报告：

1．描述实验过程（重要步骤用屏幕截图表示）。

2．给出在PROTEUS中设计的单片机系统电路图

3．画出程序流程图

4．给出在KEIL中编写的源程序。

5．描述在proteus中仿真运行程序的实验现象

五、实验总结


单片机源程序如下:


  1. /**********************BST-M51实验开发板例程************************
  2. *  平台：BST-M51 + Keil U4 + STC89C52
  3. *  名称：AD串口读取实验
  4. *  公司：深圳市亚博软件开发有限公司      
  5. *  日期：2015-6
  6. *  晶振:11.0592MHZ
  7. ******************************************************************/
  8. #include<reg52.h>    //包含单片机寄存器的头文件
  9. #include <intrins.h>

  11. #define  AddWr 0x90    //PCF8591 地址

  13. // 变量定义
  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};   //共阳极数码管0~9显示的数值表
  17. unsigned int data dis[3]={0x00,0x00,0x00};  //用以计算存储输出电压的3元素数组

  19. sbit scl=P2^0;       //I2C  时钟
  20. sbit sda=P2^1;       //I2C  数据
  21. bit ack;                 /*应答标志位*/
  22. sbit C1=P2^6;//数码管位选
  23. sbit C2=P2^7;//数码管位选
  24. sbit Dp=P2^5;//小数点

  26. unsigned char date;

  28. /*******************************************************************
  29.                      起动总线函数              
  30. 函数原型: void  Start_I2c();
  31. 功能:     启动I2C总线,即发送I2C起始条件.
  32. ********************************************************************/
  33. void Start_I2c()
  34. {
  35.   sda=1;         /*发送起始条件的数据信号*/
  36.   _nop_();
  37.   scl=1;
  38.   _nop_();        /*起始条件建立时间大于4.7us,延时*/
  39.   _nop_();
  40.   _nop_();
  41.   _nop_();
  42.   _nop_();   
  43.   sda=0;         /*发送起始信号*/
  44.   _nop_();        /* 起始条件锁定时间大于4μs*/
  45.   _nop_();
  46.   _nop_();
  47.   _nop_();
  48.   _nop_();      
  49.   scl=0;       /*钳住I2C总线，准备发送或接收数据 */
  50.   _nop_();
  51.   _nop_();
  52. }

  54. /*******************************************************************
  55.                       结束总线函数              
  56. 函数原型: void  Stop_I2c();
  57. 功能:     结束I2C总线,即发送I2C结束条件.
  58. ********************************************************************/
  59. void Stop_I2c()
  60. {
  61.   sda=0;      /*发送结束条件的数据信号*/
  62.   _nop_();       /*发送结束条件的时钟信号*/
  63.   scl=1;      /*结束条件建立时间大于4μs*/
  64.   _nop_();
  65.   _nop_();
  66.   _nop_();
  67.   _nop_();
  68.   _nop_();
  69.   sda=1;      /*发送I2C总线结束信号*/
  70.   _nop_();
  71.   _nop_();
  72.   _nop_();
  73.   _nop_();
  74. }

  76. /*******************************************************************
  77.                  字节数据发送函数              
  78. 函数原型: void  I2C_SendByte(UCHAR c);
  79. 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
  80.           此状态位进行操作.(不应答或非应答都使ack=0)   
  81.            发送数据正常，ack=1; ack=0表示被控器无应答或损坏。
  82. ********************************************************************/
  83. void  I2C_SendByte(unsigned char  c)
  84. {
  85. unsigned char  i;

  87. for(i=0;i<8;i++)  /*要传送的数据长度为8位*/
  88.     {
  89.      if((c<<i)&0x80)sda=1;   /*判断发送位*/
  90.        else  sda=0;               
  91.      _nop_();
  92.      scl=1;               /*置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位*/
  93.       _nop_();
  94.       _nop_();             /*保证时钟高电平周期大于4μs*/
  95.       _nop_();
  96.       _nop_();
  97.       _nop_();        
  98.      scl=0;
  99.     }

  101.     _nop_();
  102.     _nop_();
  103.     sda=1;                /*8位发送完后释放数据线，准备接收应答位*/
  104.     _nop_();
  105.     _nop_();  
  106.     scl=1;
  107.     _nop_();
  108.     _nop_();
  109.     _nop_();
  110.     if(sda==1)ack=0;   
  111.        else ack=1;        /*判断是否接收到应答信号*/
  112.     scl=0;
  113.     _nop_();
  114.     _nop_();
  115. }

  117. /*******************************************************************
  118.                  字节数据接收函数              
  119. 函数原型: UCHAR  I2C_RcvByte();
  120. 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)，
  121.           发完后请用应答函数应答从机。
  122. ********************************************************************/   
  123. unsigned char   I2C_RcvByte()
  124. {
  125.   unsigned char  retc=0,i;
  126.   sda=1;                     /*置数据线为输入方式*/
  127.   for(i=0;i<8;i++)
  128.       {
  129.         _nop_();         
  130.         scl=0;                  /*置时钟线为低，准备接收数据位*/
  131.         _nop_();
  132.         _nop_();                 /*时钟低电平周期大于4.7μs*/
  133.         _nop_();
  134.         _nop_();
  135.         _nop_();
  136.         scl=1;                  /*置时钟线为高使数据线上数据有效*/
  137.         _nop_();
  138.         _nop_();
  139.         retc=retc<<1;
  140.         if(sda==1)retc=retc+1;  /*读数据位,接收的数据位放入retc中 */
  141.         _nop_();
  142.         _nop_();
  143.       }
  144.   scl=0;   
  145.   _nop_();
  146.   _nop_();
  147.   return(retc);
  148. }

  150. /********************************************************************
  151.                      应答子函数
  152. 函数原型:  void Ack_I2c(bit a);
  153. 功能:      主控器进行应答信号(可以是应答或非应答信号，由位参数a决定)
  154. ********************************************************************/
  155. void Ack_I2c(bit a)
  156. {
  157.   if(a==0)sda=0;              /*在此发出应答或非应答信号 */
  158.   else sda=1;                                                          /*0为发出应答，1为非应答信号 */
  159.   _nop_();
  160.   _nop_();
  161.   _nop_();     
  162.   scl=1;
  163.   _nop_();
  164.   _nop_();                    /*时钟低电平周期大于4μs*/
  165.   _nop_();
  166.   _nop_();
  167.   _nop_();
  168.   scl=0;                     /*清时钟线，住I2C总线以便继续接收*/
  169.   _nop_();
  170.   _nop_();   
  171. }

  173. /************************************************************
  174. * 函数名        : Pcf8591_DaConversion
  175. * 函数功能      : PCF8591的输出端输出模拟量
  176. * 输入          : addr（器件地址），channel（转换通道），value（转换的数值）
  177. * 输出                       : 无
  178. ******************* *****************************************/
  179. bit Pcf8591_DaConversion(unsigned char addr,unsigned char channel,  unsigned char Val)
  180. {
  181.    Start_I2c();              //启动总线
  182.    I2C_SendByte(addr);            //发送器件地址
  183.    if(ack==0)return(0);
  184.    I2C_SendByte(0x40|channel);              //发送控制字节
  185.    if(ack==0)return(0);
  186.    I2C_SendByte(Val);            //发送DAC的数值
  187.    if(ack==0)return(0);
  188.    Stop_I2c();               //结束总线
  189.    return(1);
  190. }

  192. /************************************************************
  193. * 函数名        : Pcf8591_SendByte
  194. * 函数功能                            : 写入一个控制命令
  195. * 输入          : addr（器件地址），channel（转换通道）
  196. * 输出                       : 无
  197. ************************************************************/
  198. bit PCF8591_SendByte(unsigned char addr,unsigned char channel)
  199. {
  200.    Start_I2c();              //启动总线
  201.    I2C_SendByte(addr);            //发送器件地址
  202.    if(ack==0)return(0);
  203.    I2C_SendByte(0x40|channel);              //发送控制字节
  204.    if(ack==0)return(0);
  205.    Stop_I2c();               //结束总线
  206.    return(1);
  207. }

  209. /************************************************************
  210. * 函数名                     : PCF8591_RcvByte
  211. * 函数功能                 : 读取一个转换值
  212. * 输入          :
  213. * 输出          : dat
  214. ************************************************************/
  215. unsigned char PCF8591_RcvByte(unsigned char addr)
  216. {
  217.    unsigned char dat;

  219.    Start_I2c();          //启动总线
  220.    I2C_SendByte(addr+1);      //发送器件地址
  221.    if(ack==0)return(0);
  222.    dat=I2C_RcvByte();          //读取数据0

  224.    Ack_I2c(1);           //发送非应答信号
  225.    Stop_I2c();           //结束总线
  226.    return(dat);
  227. }
  228. /*------------------------------------------------
  229.                  串口初始化函数
  230. ------------------------------------------------*/
  231. void init_com(void)
  232. {
  233. EA=1;        //开总中断
  234. ES=1;        //允许串口中断
  235. ET1=1;        //允许定时器T1的中断
  236. TMOD=0x20;   //定时器T1，在方式2中断产生波特率
  237. PCON=0x00;   //SMOD=0
  238. SCON=0x50;   // 方式1 由定时器控制
  239. TH1=0xfd;    //波特率设置为9600
  240. TL1=0xfd;
  241. TR1=1;       //开定时器T1运行控制位

  243. }
  244. /*------------------------------------------------
  245.                   延时函数
  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. 把读取值转换成一个一个的字符，给串口显示
  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.                     主函数
  267. ------------------------------------------------*/
  268. main()
  269. {

  271.               init_com();
  272.               while(1)
  273.               {
  274.               /********以下AD-DA处理*************/
  275.               PCF8591_SendByte(AddWr,0);              //启动转换
  276.               D[0]=PCF8591_RcvByte(AddWr);  //读转换完的数字信号，ADC0 模数转换1      光敏电阻            
  277.               /********以下将AD的值通过串口发送出去*************/
  278.               dis[1]=D[0]/51;   //每刻度值为5/256V，所以电压值为输出的8位数字值*5/256V，计算输出电压的整数值
  279.               dis[2]=D[0]%51;   //dis[2]位中间暂存数据位
  280.               dis[2]=dis[2]*10;   
  281.               dis[0]=dis[2]/51;    //计算输出电压的小数值            
  282.             
  283.               C1=0;                //关闭第二位数码管
  284.               C2=1;                //打开第一位数码管
  285.                  Dp=1;                //打开小数点
  286.               P1=table[dis[0]];    //显示整数部分及小数点
  287.               delay(10);           //延时一定时间
  288.                                          
  289.      C2=0;                //关闭第一位数码管
  290.               C1=1;                //打开第二位数码管
  291.               Dp=0;                //关闭小数点
  292.               P1=table[dis[1]];     //显示小数部分
  293.             
  294.               /*delay(200);            
  295.               To_ascii(D[0]);
  296.               SBUF='\n';
  297.               delay(200);
  298.               if(RI)
  299.               {
  300.                             date=SBUF;    //单片机接受
  301.                             SBUF=date;    //单片机发送
  302.                             RI=0;
  303.               }*/            
  304.    }
  305. }
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ID:362692 发表于 2020-1-3 15:10 来自手机 | 显示全部楼层
程序还不错，借鉴的一部分
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ID:743707 发表于 2020-5-4 16:02 来自手机 | 显示全部楼层
这个图可以有清楚的吗
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ID:782630 发表于 2020-6-17 22:24 | 显示全部楼层
正在学，感谢分享
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ID:585455 发表于 2020-9-13 15:33 | 显示全部楼层
正在學習pcf8591;很棒的資料。
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