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»论坛 › 嵌入式/单片机论坛 › 24小时必答区 › STC15单片机ADC程序问题，请教
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STC15单片机ADC程序问题，请教

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ID:609989 发表于 2019-12-13 15:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
我想使用STC15的内部模拟量，测试电压，只使用P1.0口，想通过串口发到PC。15支持10位，我就需要高八位就好了。
接线：1.直接使用信号源（1~4.3）V，接到P1.0口；

下面是程序，我几乎照搬了，为啥还不行 ，第一次使用单片机的模拟量，真的头疼的不行。。。。。是不是接线有问题？哎

单片机源程序如下:
  1. #include <stc15f2k60s2.H>                        
  2. #include <intrins.H>                    
  3. #define uint unsigned int               
  4. #define uchar unsigned char            
  5.    
  6. #define FOSC 11059200L          //系统频率
  7. #define BAUD 9600            //串口波特率

  9. #define ADC_POWER   0x80                //ADC power control dit (宏定义ADC电源控制位)1000 0000
  10. #define ADC_FLAG    0x10                //ADC complete flag (宏定义ADC完成标志位)    0001 0000
  11. #define ADC_START   0x08                //ADC start control dit (宏定义ADC启动控制位)0000 1000
  12. #define ADC_SPEEDLL 0x00                //420 clocks (宏定义420时钟)速度控制         0000 0000
  13. #define ADC_SPEEDL  0x20                //280 clocks (宏定义280时钟)速度控制         0001 0000
  14. #define ADC_SPEEDH  0x40                //140 clocks (宏定义140时钟)速度控制         0010 0000
  15. #define ADC_SPEEDHH 0x60                //070 clocks (宏定义70时钟)速度控制          0011 0000

  17. sbit Q1=P1^1;                                //驱动继电器端口定义

  19. bit busy;
  20. uchar i,a=0xaa;
  21. uint  ch=0,num;
  22. unsigned char String[2];   //串口1接收数据缓存区

  24. /*----------------------------
  25. 1ms延时子程序（
  26. -----------------------------*/
  27. void delayms(uint k)                    

  29. {
  30.     uint i,j;            
  31.     for(i=k;i>0;i--)   
  32.         for(j=120;j>0;j--);   
  33. }

  35. /*----------------------------
  36. 串口初始化
  37. -----------------------------*/
  38. void UartInit()                //9600bps@11.0592MHz
  39. {
  40.    
  41.     SCON = 0x50;        //8位数据,可变波特率
  42.     T2L = (65536 - (FOSC/4/BAUD));  //设置波特率重装值
  43.     T2H = (65536 - (FOSC/4/BAUD))>>8;
  44.     AUXR = 0x14;
  45.     AUXR |= 0x01;        //串口1选择定时器2为波特率发生器
  46.     ES = 1;                          //使能串口1中断
  47.     EA = 1;
  48. }
  49. /*************发送字符****************/
  50. void SendData(unsigned char dat)
  51. {
  52.     while (busy);              //等待前面的数据发送完成
  53.     busy = 1;
  54.     SBUF = dat;                //写数据到UART数据寄存器
  55. }
  56. ///*************发送字符串****************/
  57. //void SendString(char *s)
  58. //{
  59. //    while (*s)                  //检测字符串结束标志
  60. //    {
  61. //        SendData(*s++);        //发送当前字符
  62. //    }
  63. //}

  65. /*************UART_1 中断服务程序****************/
  66. void Uart1() interrupt 4
  67. {
  68.     if (RI)
  69.     {
  70.         RI = 0;           //清除RI位        
  71.         String[i]= SBUF;              
  72.         i++;
  73.         if(i==2){i=0;REN=0;}
  74.     }
  75.     if (TI)
  76.     {
  77.         TI = 0;                //清除TI位
  78.         busy = 0;              //清忙标志
  79.     }
  80. }
  81. /*----------------------------
  82.    初始化ADC
  83. -----------------------------*/
  84. void InitADC()
  85. {
  86.     P1ASF=0x01;                            //设置P1.0端口作为模拟输入
  87.     ADC_RES=0;                            //Clear previous result (清除以前的结果)
  88.     ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|ADC_START|ch;    //开启ACD电源、设置转换速度
  89.     delayms(100);                            //上电延时                                                
  90. }
  91. //ADC中断
  92. void adc_isr() interrupt 5
  93. {
  94.     ADC_CONTR &= !ADC_FLAG;
  95. //    SendData(ch);
  96.     SendData(ADC_RES);
  97.     ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|ADC_START|ch;
  98. }
  99. /*--------------------------------------------------
  100. 主函数
  101. ---------------------------------------------------*/
  102. void main()
  103. {
  104.     delayms(1000);
  105.     P1M1 = 0x01;                         //P1.0高阻 P1.1强推挽：0000 0001 ADC输入高阻、继电器强上拉
  106.     P1M0 = 0x02;                         //P1.0高阻 P1.1强推挽：0000 0010 ADC输入高阻、继电器强上拉
  107.     P_SW1=0x40;                            //P3.6/P3.7串口1 RXD/TXD
  108. //    Q1=0;                                    //驱动继电器端口初始化0
  109.     InitADC();                            //Init ADC sfr (初始化ADC SFR)
  110.     UartInit();   
  111.     IE=0xa0;
  112.     while(1);
  113. }
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ID:606366 发表于 2019-12-13 16:11 | 显示全部楼层
最高不是3.3V吗
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ID:213173 发表于 2019-12-13 16:54 | 显示全部楼层
只发不收不必用开串口中断。1T单片机的延时函数不能直接套用12T，要改参数。
  1. #include <stc15f2k60s2.H>                        
  2. #include <intrins.H>                    
  3. #define uint unsigned int               
  4. #define uchar unsigned char            
  5. //宏定义ADC的操作命令
  6. #define ADC_POWER   0x80                        //ADC电源控制位
  7. #define ADC_START   0x08                        //ADC启动控制位
  8. #define ADC_FLAG    0x10                        //ADC完成标志位
  9. #define ADC_SPEEDLL 0x00                        //420时钟速度控制位

  11. sbit Q1=P1^1;                    //驱动继电器端口定义

  13. /*--------------------------------
  14.    ms延时子程序 11.0592MHz时钟
  15. ---------------------------------*/
  16. void delayms(uint k)
  17. {
  18.     uint i,j;            
  19.     for(i=k;i>0;i--)   
  20.         for(j=1150;j>0;j--);
  21. }
  22. /*----------------------------
  23. 串口初始化
  24. -----------------------------*/
  25. void UartInit(void)                //9600bps@11.0592MHz
  26. {
  27.         SCON = 0x50;                //8位数据,可变波特率
  28.         AUXR |= 0x01;                //串口1选择定时器2为波特率发生器
  29.         AUXR |= 0x04;                //定时器2时钟为Fosc,即1T
  30.         T2L = 0xE0;                        //设定定时初值
  31.         T2H = 0xFE;                        //设定定时初值
  32.         AUXR |= 0x10;                //启动定时器2
  33. }
  34. /*----------------------------
  35.    初始化ADC
  36. -----------------------------*/
  37. void InitADC()
  38. {
  39.         P1ASF=0x01;                            //设置P1.0端口作为模拟输入
  40.         ADC_RES=0;                            //Clear previous result (清除以前的结果)
  41.         ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL;    //开启ACD电源、设置转换速度
  42.         delayms(1);                                                //上电延时1ms                                       
  43. }

  45. uchar GetADCResult(uchar CHA)                                //获取ADC结果
  46. {
  47.         ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|CHA|ADC_START;//启动转换1000 1000
  48.     _nop_();                        //延时确保正确读到ADC_CONTR寄存器的值
  49.     _nop_();
  50.     _nop_();
  51.     _nop_();
  52.         while(!(ADC_CONTR & ADC_FLAG));        //等待ADC转换完成标志置位 1001 1000
  53.         ADC_CONTR &=~ADC_FLAG;                        //关闭ADC
  54.         return ADC_RES ;                                //返回八位ADC结果
  55. }

  57. /*--------------------------------------------------
  58. 主函数
  59. ---------------------------------------------------*/
  60. void main()
  61. {
  62.         P1M1 = 0x01;                         //P1.0高阻 P1.1强推挽：0000 0001 ADC输入高阻、继电器强上拉
  63.         P1M0 = 0x02;                         //P1.0高阻 P1.1强推挽：0000 0010 ADC输入高阻、继电器强上拉
  64.         P_SW1= 0x40;                         //P3.6/P3.7串口1 RXD/TXD
  65.         Q1=0;                                //驱动继电器端口初始化0
  66.         InitADC();                            //Init ADC sfr (初始化ADC SFR)
  67.         UartInit();   
  68.         while(1)
  69.         {       
  70.                 SBUF=GetADCResult(0);//发送数据
  71.                 while(!TI);                                //等待发送完毕
  72.                 TI=0;                                                //发送中断请求标志位清0
  73.                 delayms(1000);                        //延时1s发送一次
  74.         }
  75. }
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参与人数 1黑币 +10 收起 理由
baiyun1234 + 10

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ID:609989 发表于 2019-12-14 10:22 | 显示全部楼层
wulin 发表于 2019-12-13 16:54
只发不收不必用开串口中断。1T单片机的延时函数不能直接套用12T，要改参数。

谢谢师傅，能发送了。我还有几个不明白的地方，再给我讲讲呗。
1.那个1ms延时参数问题，我用你的这个1150，为啥使用keil_5调试出来，显示的是9.2s?
2.ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|CHA|ADC_START;//启动转换1000 1000
  这个里面的CHA是什么东西（见前面就定义了个uchar CHA，别的没有了）。
3.关于ADC_CONTR寄存器，低三位（CHS2，CHS1，CHS0）为啥没有，我知道“ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|CHA|ADC_START;//启动转换1000 1000”这个低三位是0,0,0，说明选择1.0作为AD使用，那如果我想用P1.1口呢？先设置1.1口是高阻，再设置P1ASF=0x01;1.1口作为AD口使用，然后怎么设置CHS2，CHS1，CHS0呢（选择1.1口作为AD输入来用）？
4.模拟量计算：高八位结果=256*（vin/vcc），vin实际电压，vcc单片机工作电压。我实际计算与实际测量误差在（0.01~0.02）V，这个误差正常吗？
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ID:609989 发表于 2019-12-14 10:33 | 显示全部楼层
无敌的UUZ大人 发表于 2019-12-13 16:11
最高不是3.3V吗

3.3V的低压单片机是不超3.3V，5V的是不超过5V。
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ID:627214 发表于 2019-12-14 20:00 | 显示全部楼层
你这个是程序问题还是硬件问题啊?
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ID:213173 发表于 2019-12-14 20:18 | 显示全部楼层
baiyun1234 发表于 2019-12-14 10:22
谢谢师傅，能发送了。我还有几个不明白的地方，再给我讲讲呗。
1.那个1ms延时参数问题，我用你的 ...

1.常见的for嵌套延时函数是按8051/12T单片机编写的，用在1T单片机延时时间就不对了。keil_5调试显示的是9.2s是因为这个编辑软件不含STC单片机，所以显示的时间不代表与实际相符。
2.CHA是在uchar GetADCResult(uchar CHA)函数中定义的形参，其值只能在0~7范围，就是对ADC_CONTR寄存器的低三位（CHS2，CHS1，CHS0）置数。
3.如果想用P1.1口，先设置P1.1口是高阻，再设置P1ASF=0x02; //P1.1口作为AD口使用。 0000 0010
4.这个误差是正常的。要想误差小一定要设法使参考电压准确和改用10位ADC。
再给你一个示例，串口发送转换后计算的电压值。
  1. #include <STC15F2K60S2.H>
  2. #include <intrins.h>
  3. #define uint unsigned int               
  4. #define uchar unsigned char   
  5. //宏定义ADC参考电压mV
  6. #define VCC_V  5000
  7. //宏定义ADC的操作命令
  8. #define ADC_POWER   0x80            //ADC电源控制位
  9. #define ADC_FLAG    0x10            //ADC完成标志
  10. #define ADC_START   0x08            //ADC起始控制位
  11. #define ADC_SPEEDLL 0x00            //540个时钟
  12. //声明子函数
  13. void InitUart();
  14. void SendData(uchar dat);
  15. void InitADC();
  16. uchar GetADCResult(uchar ch);
  17. void delayms(uint k);
  18. //定义变量
  19. uchar dis_buf[]="0.00V\n";                                //显示缓存数组
  20. uchar ADC_RESH;                                                        //ADC变量
  21. uint count;                                                                        //中间变量
  22. //主程序
  23. void main()
  24. {
  25.         uchar i;
  26.         P0M0 = 0x00;
  27.         P0M1 = 0x00;
  28.         P1M0 = 0x00;                                                        //P1.0高阻
  29.         P1M1 = 0x01;                                                        //P1.0高阻
  30.         P2M0 = 0x00;
  31.         P2M1 = 0x00;
  32.         P3M0 = 0x00;
  33.         P3M1 = 0x00;
  34.         P4M0 = 0x00;
  35.         P4M1 = 0x00;
  36.         P5M0 = 0x00;
  37.         P5M1 = 0x00;
  38.         P6M0 = 0x00;
  39.         P6M1 = 0x00;
  40.         P7M0 = 0x00;
  41.         P7M1 = 0x00;

  43. //        P_SW1|=0x40;                                                        //P3.6/P3.7串口1 RXD/TXD
  44.         InitUart();                                                                //初始化串口
  45.         InitADC();                                                                //初始化ADC
  46.         while (1)
  47.         {
  48.                 ADC_RESH=GetADCResult(0);                //读取第0通道转换值

  50.                 count=(VCC_V*(long)ADC_RESH/256+5)/10;//计算电压值（四舍五入），精度1%V
  51.                 dis_buf[0]=count/100%10+'0';        //数据分解到显示缓存数组
  52.                 dis_buf[2]=count/10%10+'0';
  53.                 dis_buf[3]=count%10+'0';
  54.                 for(i=0;i<6;i++)
  55.                         SendData(dis_buf[i]);                //串口发送电压值文本字符
  56.                 delayms(500);                                                //延时0.5s
  57.     }
  58. }
  59. /*----------------------------
  60. 初始化ADC
  61. ----------------------------*/
  62. void InitADC()
  63. {
  64.     P1ASF = 0x01;                   //设置P1.0口为AD口
  65.     ADC_RES = 0;                    //清除结果寄存器
  66.     ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL;
  67.     delayms(2);                       //ADC上电并延时
  68. }
  69. /*----------------------------
  70. 读取ADC结果
  71. ----------------------------*/
  72. uchar GetADCResult(uchar ch)
  73. {
  74.     ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL | ch | ADC_START;
  75.     _nop_();                        //等待4个NOP
  76.     _nop_();
  77.     _nop_();
  78.     _nop_();
  79.     while (!(ADC_CONTR & ADC_FLAG));//等待ADC转换完成
  80.     ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG;         //清除完成标志
  81.     return ADC_RES;                 //返回8位ADC结果
  82. }

  84. /*----------------------------
  85. 初始化串口
  86. ----------------------------*/
  87. void InitUart()
  88. {
  89.         SCON = 0x5A;                        //设置串口为8位可变波特率
  90.         AUXR |= 0x01;                        //串口1选择定时器2为波特率发生器
  91.         AUXR |= 0x04;                        //定时器2时钟为Fosc,即1T
  92.         T2L = 0xE0;                                //设定定时初值
  93.         T2H = 0xFE;                                //设定定时初值
  94.         AUXR |= 0x10;                        //启动定时器2
  95. }
  96. /*----------------------------
  97. 发送串口数据
  98. ----------------------------*/
  99. void SendData(uchar dat)
  100. {
  101.     while (!TI);                        //等待前一个数据发送完成
  102.     TI = 0;                                        //清除发送标志
  103.     SBUF = dat;                        //发送当前数据
  104. }

  106. /*--------------------------------
  107.    ms延时子程序 11.0592MHz时钟
  108. ---------------------------------*/
  109. void delayms(uint k)
  110. {
  111.     uint i,j;            
  112.     for(i=k;i>0;i--)   
  113.         for(j=1150;j>0;j--);
  114. }

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ID:662183 发表于 2019-12-15 22:29 | 显示全部楼层
baiyun1234 发表于 2019-12-14 10:22
谢谢师傅，能发送了。我还有几个不明白的地方，再给我讲讲呗。
1.那个1ms延时参数问题，我用你的 ...

我觉得很正常，首先你测量仪表有误差。电源也不是精密电源
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ID:609989 发表于 2019-12-16 08:16 | 显示全部楼层
无敌小杰杰 发表于 2019-12-14 20:00
你这个是程序问题还是硬件问题啊?

硬件没问题，已经做好了
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ID:609989 发表于 2019-12-16 16:50 | 显示全部楼层
wulin 发表于 2019-12-14 20:18
1.常见的for嵌套延时函数是按8051/12T单片机编写的，用在1T单片机延时时间就不对了。keil_5调试显示的是9 ...

谢谢师傅，关于多通道与单通道采集，基本上是掌握了。还有个小问题。
1.关于：ADC_RESH=GetADCResult(0);  //赋值
             count=(VCC_V*(long)ADC_RESH/256+5)/10；#define VCC_V  5000
  ①.这个(long)ADC_RESH表示是：unsigned long int 表示一个双字，但是下面的子函数：uchar GetADCResult(uchar ch)，定义类型是char,这里为什么会写long呢？
  ②.这里面的+5什么意思，8位采集的计算公式应：ADC_RES=256*vin（模拟电压）/vcc（标准电压）么？
  ③.如果按照5V计算，算出来是小数，多以用VCC_V=5000mv放大，而后面的/10，是因为结果是0.01V，即1%，用来缩小。可以这么理解吧。。。
    ※这个我找了个简单方法，直接算成float,用printf串口打印出去就好了。

  
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ID:213173 发表于 2019-12-16 21:00 | 显示全部楼层
baiyun1234 发表于 2019-12-16 16:50
谢谢师傅，关于多通道与单通道采集，基本上是掌握了。还有个小问题。
1.关于：ADC_RESH=GetADCRes ...

你理解的基本是对的。
在实际应用中使用10位ADC每2ms取样一次，ADC_RESH累加后除10得到平均值，也就是简单滤波。
取20ms做取样周期的目的是因为50HZ工频共模干扰无处不在，这样得到的ADC值相对稳定些。
下面是实际应用中的平均法滤波程序，使用浮点运算当然可以，但速度要慢许多。
#define VCC_V  5000//参考电压mV
unsigned int ADC_RESH;
unsigned int ADC_RESX;
void Smooth()
{
        static unsigned char count=0;                //计数器变量
        ADC_RESH += GetADCResult(0);                //累加10次采样值
        count++;                                                        //计数器变量自+1
        if(count>=10)                                                //如果计数到10次采样
        {
                count1=0;                                                //计数器清0
                ADC_RESX=(VCC_V*(long)ADC_RESH/1024+5)/10;//强制转换数据类型(32位)运算，否则数据超出16位溢出而出错，得到(4舍5入)mV
        }
}
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ID:213173 发表于 2019-12-16 21:48 | 显示全部楼层
baiyun1234 发表于 2019-12-16 16:50
谢谢师傅，关于多通道与单通道采集，基本上是掌握了。还有个小问题。
1.关于：ADC_RESH=GetADCRes ...

修正：
void Smooth()
{
        static unsigned char count=0;                //计数器变量
        ADC_RESH += GetADCResult(0);                //累加10次采样值
        count++;                                                        //计数器变量自+1
        if(count>=10)                                                //如果计数到10次采样
        {
                count1=0;                                                //计数器清0
                ADC_RESX=(VCC_V*(long)ADC_RESH/1024+5)/10;//强制转换数据类型(32位)运算，否则数据超出16位溢出而出错，得到(4舍5入)mV
              ADC_RESH=0;//清0
        }
}
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ID:609989 发表于 2019-12-17 17:51 | 显示全部楼层
wulin 发表于 2019-12-16 21:48
修正：
void Smooth()
{

谢谢了师傅，讲的真到位。今天我把10位计算方式的也搞出来了。
还有最后有一点：ADC_RESX=(VCC_V*(long)ADC_RESH/1024+5)/10；这里面的+5。可以这么理解吗？
1.因为最后我们是想以整数方式发送（正常计算出来是小数），所以5V放大1000倍是5000，千分之一精度，进行计算VCC_V*(long)ADC_RESH/1024；
2.然后因为要求精度是0.01V，％1V精度，所以我们四舍五入（为了精确点），所以在后面+5,得出VCC_V*(long)ADC_RESH/1024+5；
3.最后/10，算成％1,即0.01V。

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ID:213173 发表于 2019-12-17 19:44 | 显示全部楼层
本帖最后由 wulin 于 2019-12-18 07:42 编辑
baiyun1234 发表于 2019-12-17 17:51
谢谢了师傅，讲的真到位。今天我把10位计算方式的也搞出来了。
还有最后有一点：ADC_RESX=(VCC_V* ...

你的理解基本正确
+5是为了小数部分四舍五入，除10是因为ADC_RESH是累加10次采样值，需要除10得平均值。
设想一下：VCC=5V，最大采样值1023=0x03ff，
计算公式：IN=VCC*1023/1024=4.9951171875
采用四舍五入：IN=5000*1023/1024+5=5000.1171875mV
取整数后误差更小些。

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ID:609989 发表于 2019-12-18 13:26 | 显示全部楼层
wulin 发表于 2019-12-17 19:44
你的理解基本正确
+5是为了小数部分四舍五入，除10是因为ADC_RESH是累加10次采样值，需要除10得平均值。 ...

恩，明白了，谢谢
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ID:911776 发表于 2021-5-31 10:03 | 显示全部楼层
wulin 发表于 2019-12-13 16:54
只发不收不必用开串口中断。1T单片机的延时函数不能直接套用12T，要改参数。

为什么我这里SCON是一定要设置为0x5a, 才能有数据呢
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ID:718536 发表于 2021-6-1 14:36 | 显示全部楼层
好贴，好棒的问答。感谢大佬
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ID:839438 发表于 2021-7-10 00:01 | 显示全部楼层
哇，解决问题
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ID:57657 发表于 2021-7-10 19:15 | 显示全部楼层
wulin 发表于 2019-12-13 16:54
只发不收不必用开串口中断。1T单片机的延时函数不能直接套用12T，要改参数。

1T单片机可以用12T的定时器延时，但不能用12T的软件延时。
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