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51单片机仿真PCF8591数字电压表(程序带详细注释)电压0-5V

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楼主
ID:404722 发表于 2019-2-3 22:40 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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。
仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

注释很全的单片机源程序如下:
  1. #include<reg52.h>    //包含单片机寄存器的头文件
  2. #include <intrins.h>

  4. #define  AddWr 0x90    //PCF8591 地址

  6. // 变量定义
  7. unsigned char AD_CHANNEL=0;
  8. unsigned char  D[32];

  10. sbit scl=P2^0;       //I2C  时钟
  11. sbit sda=P2^1;       //I2C  数据
  12. bit ack;                 /*应答标志位*/

  14. unsigned char date;
  15. sbit C1=P2^6;//数码管位选
  16. sbit C2=P2^7;//数码管位选
  17. sbit Dp=P2^5;//小数点
  18. table[10]={0x3f,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};   //共阳极数码管0~9显示的数值表
  19. unsigned int data dis[3]={0x00,0x00,0x00};  //用以计算存储输出电压的3元素数组
  20. /*******************************************************************
  21.                      起动总线函数               
  22. 函数原型: void  Start_I2c();  
  23. 功能:     启动I2C总线,即发送I2C起始条件.  
  24. ********************************************************************/
  25. void Start_I2c()
  26. {
  27.   sda=1;         /*发送起始条件的数据信号*/
  28.   _nop_();
  29.   scl=1;
  30.   _nop_();        /*起始条件建立时间大于4.7us,延时*/
  31.   _nop_();
  32.   _nop_();
  33.   _nop_();
  34.   _nop_();   
  35.   sda=0;         /*发送起始信号*/
  36.   _nop_();        /* 起始条件锁定时间大于4μs*/
  37.   _nop_();
  38.   _nop_();
  39.   _nop_();
  40.   _nop_();      
  41.   scl=0;       /*钳住I2C总线，准备发送或接收数据 */
  42.   _nop_();
  43.   _nop_();
  44. }

  46. /*******************************************************************
  47.                       结束总线函数               
  48. 函数原型: void  Stop_I2c();  
  49. 功能:     结束I2C总线,即发送I2C结束条件.  
  50. ********************************************************************/
  51. void Stop_I2c()
  52. {
  53.   sda=0;      /*发送结束条件的数据信号*/
  54.   _nop_();       /*发送结束条件的时钟信号*/
  55.   scl=1;      /*结束条件建立时间大于4μs*/
  56.   _nop_();
  57.   _nop_();
  58.   _nop_();
  59.   _nop_();
  60.   _nop_();
  61.   sda=1;      /*发送I2C总线结束信号*/
  62.   _nop_();
  63.   _nop_();
  64.   _nop_();
  65.   _nop_();
  66. }

  68. /*******************************************************************
  69.                  字节数据发送函数               
  70. 函数原型: void  I2C_SendByte(UCHAR c);
  71. 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
  72.           此状态位进行操作.(不应答或非应答都使ack=0)     
  73.            发送数据正常，ack=1; ack=0表示被控器无应答或损坏。
  74. ********************************************************************/
  75. void  I2C_SendByte(unsigned char  c)
  76. {
  77. unsigned char  i;

  79. for(i=0;i<8;i++)  /*要传送的数据长度为8位*/
  80.     {
  81.      if((c<<i)&0x80)sda=1;   /*判断发送位*/
  82.        else  sda=0;               
  83.      _nop_();
  84.      scl=1;               /*置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位*/
  85.       _nop_();
  86.       _nop_();             /*保证时钟高电平周期大于4μs*/
  87.       _nop_();
  88.       _nop_();
  89.       _nop_();         
  90.      scl=0;
  91.     }
  92.    
  93.     _nop_();
  94.     _nop_();
  95.     sda=1;                /*8位发送完后释放数据线，准备接收应答位*/
  96.     _nop_();
  97.     _nop_();   
  98.     scl=1;
  99.     _nop_();
  100.     _nop_();
  101.     _nop_();
  102.     if(sda==1)ack=0;     
  103.        else ack=1;        /*判断是否接收到应答信号*/
  104.     scl=0;
  105.     _nop_();
  106.     _nop_();
  107. }

  109. /*******************************************************************
  110.                  字节数据接收函数               
  111. 函数原型: UCHAR  I2C_RcvByte();
  112. 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)，
  113.           发完后请用应答函数应答从机。  
  114. ********************************************************************/   
  115. unsigned char   I2C_RcvByte()
  116. {
  117.   unsigned char  retc=0,i;
  118.   sda=1;                     /*置数据线为输入方式*/
  119.   for(i=0;i<8;i++)
  120.       {
  121.         _nop_();           
  122.         scl=0;                  /*置时钟线为低，准备接收数据位*/
  123.         _nop_();
  124.         _nop_();                 /*时钟低电平周期大于4.7μs*/
  125.         _nop_();
  126.         _nop_();
  127.         _nop_();
  128.         scl=1;                  /*置时钟线为高使数据线上数据有效*/
  129.         _nop_();
  130.         _nop_();
  131.         retc=retc<<1;
  132.         if(sda==1)retc=retc+1;  /*读数据位,接收的数据位放入retc中 */
  133.         _nop_();
  134.         _nop_();
  135.       }
  136.   scl=0;   
  137.   _nop_();
  138.   _nop_();
  139.   return(retc);
  140. }

  142. /********************************************************************
  143.                      应答子函数
  144. 函数原型:  void Ack_I2c(bit a);
  145. 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)
  146. ********************************************************************/
  147. void Ack_I2c(bit a)
  148. {  
  149.   if(a==0)sda=0;              /*在此发出应答或非应答信号 */
  150.   else sda=1;                                  /*0为发出应答，1为非应答信号 */
  151.   _nop_();
  152.   _nop_();
  153.   _nop_();      
  154.   scl=1;
  155.   _nop_();
  156.   _nop_();                    /*时钟低电平周期大于4μs*/
  157.   _nop_();
  158.   _nop_();
  159.   _nop_();  
  160.   scl=0;                     /*清时钟线，住I2C总线以便继续接收*/
  161.   _nop_();
  162.   _nop_();   
  163. }

  165. /************************************************************
  166. * 函数名        : Pcf8591_DaConversion
  167. * 函数功能      : PCF8591的输出端输出模拟量
  168. * 输入          : addr（器件地址），channel（转换通道），value（转换的数值）
  169. * 输出                 : 无
  170. ******************* *****************************************/
  171. bit Pcf8591_DaConversion(unsigned char addr,unsigned char channel,  unsigned char Val)
  172. {
  173.    Start_I2c();              //启动总线
  174.    I2C_SendByte(addr);            //发送器件地址
  175.    if(ack==0)return(0);
  176.    I2C_SendByte(0x40|channel);              //发送控制字节
  177.    if(ack==0)return(0);
  178.    I2C_SendByte(Val);            //发送DAC的数值  
  179.    if(ack==0)return(0);
  180.    Stop_I2c();               //结束总线
  181.    return(1);
  182. }

  184. /************************************************************
  185. * 函数名        : Pcf8591_SendByte
  186. * 函数功能                : 写入一个控制命令
  187. * 输入          : addr（器件地址），channel（转换通道）
  188. * 输出                 : 无
  189. ************************************************************/
  190. bit PCF8591_SendByte(unsigned char addr,unsigned char channel)
  191. {
  192.    Start_I2c();              //启动总线
  193.    I2C_SendByte(addr);            //发送器件地址
  194.    if(ack==0)return(0);
  195.    I2C_SendByte(0x40|channel);              //发送控制字节
  196.    if(ack==0)return(0);
  197.    Stop_I2c();               //结束总线
  198.    return(1);
  199. }

  201. /************************************************************
  202. * 函数名               : PCF8591_RcvByte
  203. * 函数功能           : 读取一个转换值
  204. * 输入          :
  205. * 输出          : dat
  206. ************************************************************/
  207. unsigned char PCF8591_RcvByte(unsigned char addr)
  208. {  
  209.    unsigned char dat;

  211.    Start_I2c();          //启动总线
  212.    I2C_SendByte(addr+1);      //发送器件地址
  213.    if(ack==0)return(0);
  214.    dat=I2C_RcvByte();          //读取数据0

  216.    Ack_I2c(1);           //发送非应答信号
  217.    Stop_I2c();           //结束总线
  218.    return(dat);
  219. }
  220. /*------------------------------------------------
  221.                  串口初始化函数
  222. ------------------------------------------------*/
  223. void init_com(void)
  224. {
  225. EA=1;        //开总中断
  226. ES=1;        //允许串口中断
  227. ET1=1;
  228. TMOD=0x22;   //定时器T1，在方式2中断产生波特率
  229. PCON=0x00;   //SMOD=0
  230. SCON=0x50;   // 方式1 由定时器控制
  231. TH1=0xfd;    //波特率设置为9600
  232. TL1=0xfd;
  233. TR1=1;       //开定时器T1运行控制位


  236. }
  237. /*------------------------------------------------
  238.                   延时函数
  239. ------------------------------------------------*/
  240. void delay(unsigned char i)
  241. {
  242.   unsigned char j,k;
  243.   for(j=i;j>0;j--)
  244.     for(k=125;k>0;k--);
  245. }
  246. /*------------------------------------------------
  247. 把读取值转换成一个一个的字符，给串口显示
  248. ------------------------------------------------*/
  249. void To_ascii(unsigned char num)
  250. {       
  251.          SBUF=num/100+'0';                             
  252.          delay(200);                  
  253.          SBUF=num/10%10+'0';                          
  254.          delay(200);       
  255.          SBUF=num%10+'0';
  256.          delay(200);
  257. }
  258. /*------------------------------------------------
  259.                     主函数
  260. ------------------------------------------------*/
  261. main()
  262. {  

  264.         init_com();
  265.         while(1)
  266.         {
  267.          /********以下AD-DA处理*************/  
  268.          PCF8591_SendByte(AddWr,0);         //启动转换
  269.          D[0]=PCF8591_RcvByte(AddWr);  //读转换完的数字信号，ADC0 模数转换1      光敏电阻       
  270.          /********以下将AD的值通过串口发送出去*************/
  271.          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
  272.         dis[2]=D[0]%51;   //dis[2]位中间暂存数据位
  273.         dis[2]=dis[2]*10;   
  274.         dis[0]=dis[2]/51;    //计算输出电压的小数值       
  275.                
  276.     C1=1;                                                
  277.         Dp=0;                //打开小数点
  278.         P0=table[dis[0]];    //显示整数部分及小数点
  279.                              
  280.         C1=0;
  281.         delay(10);   
  282.                        
  283.         C2=1;                //打开第二位数码管
  284.         Dp=1;                //关闭小数点
  285.         P0=table[dis[1]];     //显示小数部分
  286.         C2=0;               
  287.         // delay(200);       
  288.         // To_ascii(D[0]);
  289.          /*SBUF='\n';
  290.          //delay(200);
  291.          if(RI)
  292.         {
  293.                 date=SBUF;    //单片机接受
  294.                 SBUF=date;    //单片机发送
  295.                 RI=0;
  296.         }*/         
  297.    }
  298. }
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沙发
ID:489559 发表于 2019-3-14 19:16 | 只看该作者
从串口中输入的数据是电压值吗
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板凳
ID:404722 发表于 2019-5-19 17:41 | 只看该作者
shawang 发表于 2019-3-14 19:16
从串口中输入的数据是电压值吗

这里没有使用串口，可以通过串口把数据发送出去
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地板
ID:712432 发表于 2020-3-20 17:49 | 只看该作者
楼主就是测量不是有范围吗。超过范围降压设计以后怎么保证输出值是降压前的。还有测量出的是有效值吗？
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5#
ID:909477 发表于 2021-5-16 10:35 | 只看该作者
请问要显示小数点后两位该怎样处理
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6#
ID:992042 发表于 2021-12-18 21:03 | 只看该作者
楼主设计的太好了，学习到了很多。
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7#
ID:1031469 发表于 2022-6-2 13:55 | 只看该作者
P1是什么器件在protus里怎么找的呀
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8#
ID:236933 发表于 2024-4-5 11:31 | 只看该作者
代码编译之后，用这个仿真运行数码管无显示
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