51单片机PCF8591的DA转换程序详解[含HL-1与HJ-c52 DA代码AD/DA原理图]（可直接复...

ID:586975 · 发表于 2019-8-1 09:01

以下是补充（能想到的范围有限有没想到的还请谅解）
DA工作原理
基于PCF8591芯片
DA是什么？
n DA指数模转换（Digital to Analog），顾名思义，就是把数字信号转换成模拟信号。与DA
相对应，AD是把模拟信号转换为数字信号，便于计算机等数字控制器处理。
DA有什么作用？
n 1、将数字量转换成模拟量，以便操纵控制对象。n 2、用数字化来控制各种对象。
n 3、可以在单片机中输入数字，来控制输出压力计力的大小。
串行DA芯片与单片机连接方法（两种）：
HL-1连接方法

HJ-c52连接方法

D/A转换器的主要性能指标
1、分辨率
分辨率是指输入数字量的最低有效位（LSB）发生变化时，所对应的输出模拟量（电压或电流）的变化量。它反映了
输出模拟量的最小变化值。
分辨率与输入数字量的位数有确定的关系，可以表示成FS /2的n方。FS表示满量程输入值，n为二进制位数。对于5V
的满量程，采用８位的DAC时，分辨率为5V/256＝19.5mV；当采用12位的DAC时，分辨率则为5V/4096＝1.22mV。显然，
位数越多分辨率就越高。
2、线性度
线性度（也称非线性误差）是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差。常以相对于满量程的百分数
表示。如±１％是指实际输出值与理论值之差在满刻度的±１％以内。
3、绝对精度和相对精度
绝对精度（简称精度）是指在整个刻度范围内，任一输入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之
间的最大误差。绝对精度是由DAC的增益误差（当输入数码为全1时，实际输出值与理想输出值之差）、
零点误差（数码输入为全０时，DAC的非零输出值）、非线性误差和噪声等引起的。绝对精度（即
最大误差）应小于1个LSB。相对精度与绝对精度表示同一含义，用最大误差相对于满刻度的百分比表示。
4、建立时间
建立时间是指输入的数字量发生满刻度变化时，输出模拟信号达到满刻度值的±1/2LSB所需的时间。
是描述D/A转换速率的一个动态指标。电流输出型DAC的建立时间短。电压输出型DAC的
建立时间主要决定于运算放大器的响应时间。根据建立时间的长短，可以将DAC分成超高速（＜1μ
S)、高速（10～1μS）、中速（100～10μS）、低速（≥100μS）几档。
应当注意，精度和分辨率具有一定的联系，但概念不同。DAC的位数多时，分辨率会提高，对
应于影响精度的量化误差会减小。但其它误差（如温度漂移、线性不良等）的影响仍会使DAC
的精度变差。
附带三个说明
一，HL-1的AD/DA模块和DS1302时钟模块原理图

二，HJ-C52的AD/DA原理图

三，一个AD/DA单独模块（PCF8951）的说明

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AD/DA独立模块接线说明
1. 可以自己用杜邦线接到你自己的最小系统上，也可以接到慧净HJ-C51智能小车核心板上，接线方法参考源理图接，VCC接学
习板上的VCC，GND接学习板上的GND 其他的信号输入可以自己定义。
AD/DA独立模块简单说明
1. 本板采用全新AD/DA芯片PCF8591，设计合理，性能非常稳定，提供原理图及配套示例代码。
模块说明：
2. 该模块A/D输入和D/A输出定义，模块有4路A/D输入，1路D/A输出：
3. A/D输入通道0：连接外部测试；
4.A/D输入通道1：一路电位器可测变阻器分压；连接外部测试；
5. A/D输入通道2：一路热敏电阻可测温度；连接外部测试；
6. A/D输入通道3：一路光敏电阻可测光强；连接外部测试；
7. D/A输出通道0：一路LED通过亮度显示。
------------------------------------------------（因为有些东西电脑没备份..所以找不到了）-----------------------------------------------------

/*-----------------------------------------------
内容：scl=P3^0;//IIC的时钟线 sda=P3^1;//IIC的数据线分别接J26-7和J26-6上。
J23-5接J26-5上
LED会逐渐变亮后有逐渐变暗
------------------------------------------------*/
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
#define uc unsigned char
#define ui unsigned int
sbit scl=P3^0;//IIC的时钟线
sbit sda=P3^1;//IIC的数据线
uc code shuju[]={
0x0f,0x1e,0x2d,0x3c,0x4b,0x5a,0x69,0x78,0x87,0x96,0xa5,0xb4,0xc3,0xd2,0xe1,0xf0,0xff,//让电压逐渐升高的数据
0xff,0xf0,0xe1,0xd2,0xc3,0xb4,0xa5,0x96,0x87,0x78,0x69,0x5a,0x4b,0x3c,0x2d,0x1e,0x0f,//让电压逐渐下降的数据
};
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的起始信号
{
scl=1;
delayus();
sda=1;
delayus();
sda=0;
delayus();
}
void stop(void)//IIC的停止信号
{
sda=0;
delayus();
scl=1;
delayus();
sda=1;
delayus();
}
void ack(void)//IIC的应答信号
{
uc i;
scl=1;
delayus();
while((sda==1)&(i<255))i++;
scl=0;
delayus();
}
void write_byte(uc date)//向IIC写一个字节的数据
{
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表示器件地址为000的写操作
ack();
write_byte(sda);//0x40表示四路单数入00通道无增益的器件控制指令
ack();
write_byte(date);//表示DA数据
ack();
stop();
}
void main(void)
{ uc i;
init();//I2C总线初始化
while(1)
{
for(i=0;i<34;i++)
{
write(0x90,0x40,shuju[ i]);//向PCF8591里写入数据（即电压量的数据）；
delay(100);
}
}
}

复制代码

以上是一个DA转换例子[我也是也是补充的(上传不了附件....就只能直接上码了)
附带两种使LED输出显示DA
1，HJ-52
/*-----------------------------------------------
  名称：IIC协议 PCF8591ADDA转换
  内容：此程序通过IIC协议对DAAD芯片操作, 并输出模拟量，用LED亮度渐变指示
------------------------------------------------*/
#include<reg52.h> //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include <intrins.h> //包含NOP空指令函数_nop_();

#define AddWr 0x90 //写数据地址
#define AddRd 0x91 //读数据地址

sbit Sda=P1^2;    //定义总线连接端口
sbit Scl=P1^7;
sbit dula=P2^0;
sbit wela=P2^1;
bit ADFlag;       //定义AD采样标志位
unsigned char code Datatab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//7段数共阴码管段码表
data unsigned char  Display[8];//定义临时存放数码管数值
/*------------------------------------------------
                  延时程序
------------------------------------------------*/
void mDelay(unsigned char j)
{
  unsigned int i;
  for(;j>0;j--)
   {
      for(i=0;i<125;i++)
         {;}
      }
  }
/*------------------------------------------------
                  初始化定时器1
------------------------------------------------*/
void Init_Timer1(void)
{
TMOD |= 0x10;
TH1=0xff;                            /* Init value */
TL1=0x00;
//PT1=1;                /* 优先级 */
EA=1;                   /* interupt enable */
ET1=1;                   /* enable timer1 interrupt */
TR1=1;
}
/*------------------------------------------------
                  启动IIC总线
------------------------------------------------*/
  void Start(void)
  {
Sda=1;
_nop_();
Scl=1;
_nop_();
Sda=0;
_nop_();
Scl=0;
  }

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

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

/*------------------------------------------------
               非应答IIC总线
------------------------------------------------*/
      void NoAck(void)
      {
      Sda=1;
      _nop_();
      Scl=1;
      _nop_();
      Scl=0;
      _nop_();
      }

/*------------------------------------------------
            发送一个字节
------------------------------------------------*/
      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;
      }

/*------------------------------------------------
            读入一个字节并返回
------------------------------------------------*/
      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);
      }

/*------------------------------------------------
                  写入DA数模转换值
------------------------------------------------*/
      void DAC(unsigned char Data)
      {
               Start();
               Send(AddWr); //写入芯片地址
               Ack();
               Send(0x40);  //写入控制位，使能DAC输出
               Ack();
               Send(Data);  //写数据
               Ack();
               Stop();

         }

/*------------------------------------------------
               读取AD模数转换的值，有返回值
------------------------------------------------*/
      unsigned char ReadADC(unsigned char Chl)
      {
   unsigned char Data;
               Start();       //写入芯片地址
               Send(AddWr);
               Ack();
                  Send(0x40|Chl);//写入选择的通道，本程序只用单端输入，差分部分需要自行添加
                              //Chl的值分别为0、1、2、3，分别代表1-4通道
               Ack();
               Start();
               Send(AddRd); //读入地址
               Ack();
               Data=Read(); //读数据
               Scl=0;
               NoAck();
               Stop();
               return Data; //返回值
      }

               void cmg(void)//数码管锁存函数                关时钟DS1302
      {
      dula=1;
      P0=0x00;
      dula=0;
      wela=1;
      P0=0x00;
      wela=0;
      }
/*------------------------------------------------
               主程序
------------------------------------------------*/
      void main()
      {
      unsigned char num;                //DA数模输出变量
unsigned char ADtemp;             //定义中间变量
   Init_Timer1();
      cmg();//关数码管函数
      while(1)
            {

         DAC(num);    //DA输出，可以用LED模拟电压变化
               num++;       //累加，到256后溢出变为0，往复循环。显示在LED上亮度逐渐变化
               mDelay(20);    //延时用于清晰看出变化
               if(ADFlag)    //定时采集输入模拟量

         {
               ADFlag=0;
               }
         }
      }
2，HL-1
/*-----------------------------------------------
  名称：IIC协议 PCF8591ADDA转换
  内容：此程序通过IIC协议对DAAD芯片操作, 并输出模拟量，用LED亮度渐变指示
------------------------------------------------*/
#include<reg52.h> //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include <intrins.h> //包含NOP空指令函数_nop_();

#define AddWr 0x90 //写数据地址
#define AddRd 0x91 //读数据地址

sbit RST=P2^4; //关掉时钟芯片输出
sbit Sda=P2^0;    //定义总线连接端口
sbit Scl=P2^1;
sbit Fm=P2^3;       //FM
sbit dula=P2^6;
sbit wela=P2^7;
bit ADFlag;       //定义AD采样标志位
unsigned char code Datatab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//7段数共阴码管段码表
data unsigned char  Display[8];//定义临时存放数码管数值
/*------------------------------------------------
                  延时程序
------------------------------------------------*/
void mDelay(unsigned char j)
{
  unsigned int i;
  for(;j>0;j--)
   {
      for(i=0;i<125;i++)
         {;}
      }
  }
/*------------------------------------------------
                  初始化定时器1
------------------------------------------------*/
void Init_Timer1(void)
{
TMOD |= 0x10;
TH1=0xff;                            /* Init value */
TL1=0x00;
//PT1=1;                /* 优先级 */
EA=1;                   /* interupt enable */
ET1=1;                   /* enable timer1 interrupt */
TR1=1;
}
/*------------------------------------------------
                  启动IIC总线
------------------------------------------------*/
  void Start(void)
  {
Sda=1;
_nop_();
Scl=1;
_nop_();
Sda=0;
_nop_();
Scl=0;
  }

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

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

/*------------------------------------------------
               非应答IIC总线
------------------------------------------------*/
      void NoAck(void)
      {
      Sda=1;
      _nop_();
      Scl=1;
      _nop_();
      Scl=0;
      _nop_();
      }

/*------------------------------------------------
            发送一个字节
------------------------------------------------*/
      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;
      }

/*------------------------------------------------
            读入一个字节并返回
------------------------------------------------*/
      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);
      }

/*------------------------------------------------
                  写入DA数模转换值
------------------------------------------------*/
      void DAC(unsigned char Data)
      {
               Start();
               Send(AddWr); //写入芯片地址
               Ack();
               Send(0x40);  //写入控制位，使能DAC输出
               Ack();
               Send(Data);  //写数据
               Ack();
               Stop();

         }

/*------------------------------------------------
               读取AD模数转换的值，有返回值
------------------------------------------------*/
      unsigned char ReadADC(unsigned char Chl)
      {
   unsigned char Data;
               Start();       //写入芯片地址
               Send(AddWr);
               Ack();
                  Send(0x40|Chl);//写入选择的通道，本程序只用单端输入，差分部分需要自行添加
                              //Chl的值分别为0、1、2、3，分别代表1-4通道
               Ack();
               Start();
               Send(AddRd); //读入地址
               Ack();
               Data=Read(); //读数据
               Scl=0;
               NoAck();
               Stop();
               return Data; //返回值
      }

               void fmg(void)//fm关
      {
      Fm=1;       //             关 fm
      }
               void cmg(void)//数码管锁存函数                关时钟DS1302
      {
      dula=1;
      P0=0x00;
      dula=0;
      wela=1;
      P0=0x00;
      wela=0;
      RST=0;             //             关时钟DS1302
      }
/*------------------------------------------------
               主程序
------------------------------------------------*/
      void main()
      {
      unsigned char num;                //DA数模输出变量
unsigned char ADtemp;             //定义中间变量
   Init_Timer1();
      cmg();//数码管锁存
      fmg();
      while(1)
            {

         DAC(num);    //DA输出，可以用LED模拟电压变化
               num++;       //累加，到256后溢出变为0，往复循环。显示在LED上亮度逐渐变化
               mDelay(20);    //延时用于清晰看出变化
               if(ADFlag)    //定时采集输入模拟量

         {
               ADFlag=0;
               }
         }
      }

ID:1 · 发表于 2019-8-1 17:46

本帖需要重新编辑补全电路原理图,源码,详细说明与图片即可获得100+黑币(帖子下方有编辑按钮)

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