单片机实验5报告.doc

学号 14142200277 序号 19

单片机原理与接口技术
实验报告

实验项目序号 实验五
实验项目名称 I2C的DA/ADC转换实验

姓 名 卢志雄 专 业 电子信息工程 班 级 电信14-2BF
完成时间 2016-05-20

一、实验目的
1、 掌握I2C的DA/ADC芯片与单片机接口方法；
2、 掌握I2C器件编程方法；
3、 掌握DAC和ADC的使用方法。
二、实验前准备
1、 完成作业7；
2、 根据实验内容编写好相关程序，并进行Proteus仿真。
三、实验内容
实验内容为3项，其中第1、2项必做。
1、D/A转换实验。
设置一个一维数组data uchar c[4]={0x00,0xa0,0xaa,0xff}；按下K1、K2、K3、K4，分别将c[0]、c[1]、c[2]、c[3] 的值转换成模拟量输出，观察发光二极管D23的亮度。若是仿真，可以通过电压表观察模拟量的电压值。
2、单通道采样与动态显示。
对AIN0通道进行采样，将采样数据在1、2两位动态显示，调节电位器观察显示数据变化。
3、简易电压表实现。
对AIN0通道进行采样，将采样数据转换成4位电压值在1、2、3、4四位动态显示，注意只有1位整数3位小数。调节电位器观察显示数据变化。

四、实验原理图
实验原理图如图3.5所示：

图3.5 I2C的DA/ADC转换实验电路原理图
电路中，P3.6、P3.4分别连接SCL、SDA，地址引脚A2A1A0=000，PCF8591的特征编码为1001，电路中PCF8591的地址为1001000。4路模拟输入，AIN0连接一个10KΩ电位器的中心抽头，调节电位器可改变AIN0的模拟电压，AIN1连接电源，AIN2、AIN3连接地。
PCF8591的15脚AOUT是DAC输出的模拟量， AOUT引脚通过50Ω电阻、LED与电源连接，输出模拟量越小，LED越亮。注意在HNIST-2型实验装置中，将J16的1、2脚短路。

五、软件设计思想
1、 编程思路
仿照例题编写程序，采用例题的I2C的相关函数。动态显示采用实验四的方法，只将显示数据送人相应显示数组元素。
2、 简易电压表实现
注意在采样数据转换成4位电压值时，中间变量要设置长整形数据类型，并注意小数点设置。

六、源程序

#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#include"i2c.h"
#define uchar unsigned char
data uchar d,a,num;
data uchar c[4]={0x00,0xa0,0xaa,0xff};
#define _Nop() _nop_()
void main()
{EA=1;
IT0=1;
EX0=1;
sen: erflags=0;
Start();
SendByte(0x90);
cAck();
if(erflags) goto sen;
SendByte(0x40);
cAck();
if(erflags) goto sen;
while(1)
{SendByte(d);
cAck();
}

}
void EX0_int() interrupt 0
{ a=~P2;

if(a==1){num=0;}
if(a==2){num=1;}
if(a==4){num=2;}
if(a==8){num=3;}
d=c[num];
}

//实验5第2题，PCF8591只对0通道进行采样的A/D转换程序。
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include <I2C.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define _Nop( ) _nop_( ) //定义空操作，1μs
sbit oe=P1^3; //数码管段选、位选锁存器输出控制信号
sbit dula=P1^4; //数码管段选锁存器控制信号
sbit wela=P1^5; //数码管位选锁存器控制信号
uchar j=0;
uchar code sled_bit[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //定义点亮数码管位选码
data uchar disp[8]={16,16,16,16,16,16,16,16}; // 8位数码管都不亮
uchar code table[18]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00}; //共阴极数码管显示段码(0-F)
sbit P3_5=P3^5;

void main(void)
{
data uchar d;
P3_5=0;
TMOD=0x01; // 设置定时器T0为方式1定时
TH0=(65536-500)/256; // 给T0装入初值
TL0=(65536-500)%256; // 给T0装入初值
ET0=1; // 允许T0中断
EA=1; // CPU开中断
TR0=1; // 启动T0
oe=0;

sen: erflags=0;
Start( ); //发送起始信号
SendByte(0x90); //发送写PCF8591的寻址字节（写）
cAck( ); //检查应答
if(erflags) goto sen; //无应答，重来
SendByte(0x00); //发送写入PCF8591的控制字，选择0通道
cAck( ); //检查应答
if(erflags) goto sen; //无应答，重来

sen1: Start( ); //发送起始信号
SendByte(0x91); //发送写PCF8591的寻址字节（读）
cAck( ); //检查应答
if(erflags) goto sen1; //无应答，重来
d=RcvByte( ); //第1次读的数据无效
Ack( ); //应答位函数，
while(1)
{ d=RcvByte( );
Ack( ); //应答位函数，
disp[0]=d/16;
disp[1]=d%16;
}

}

void T0_int(void) interrupt 1
{ uchar k;
TH0=(65536-1000)/256;
TL0=(65536-1000)%256;
oe=1; // 关闭2个573输出，防止在送数据时相互影响
k = disp[j]; // 每次显示ar[j]的数据
P0 = table[k]; // 相应显示数字段码
dula=1;
dula=0; // 锁存段码

P0=sled_bit[j]; // 选择相应数码管位选
wela=1;
wela=0; // 锁存位码
oe=0; // 打开2个573三态门，输出段码和位码
j++; // 为下一个显示做准备
if(j>=8)j=0;
}

//实验5第3题，简易电压表。
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include <I2C.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define _Nop( ) _nop_( ) //定义空操作，1μs
sbit oe=P1^3; //数码管段选、位选锁存器输出控制信号
sbit dula=P1^4; //数码管段选锁存器控制信号
sbit wela=P1^5; //数码管位选锁存器控制信号
uchar j=0;
uchar code sled_bit[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //定义点亮数码管位选码
data uchar disp[8]={1,6,16,16,16,16,16,16}; // 8位数码管都不亮
uchar code table[18]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00}; //共阴极数码管显示段码(0-F)
sbit P3_5=P3^5;

void main(void)
{
unsigned long d;
P3_5=0;
TMOD=0x01; // 设置定时器T0为方式1定时
TH0=(65536-500)/256; // 给T0装入初值
TL0=(65536-500)%256; // 给T0装入初值
ET0=1; // 允许T0中断
EA=1; // CPU开中断
TR0=1; // 启动T0
oe=0;

sen: erflags=0;
Start( ); //发送起始信号
SendByte(0x90); //发送写PCF8591的寻址字节（写）
cAck( ); //检查应答
if(erflags) goto sen; //无应答，重来
SendByte(0x00); //发送写入PCF8591的控制字，选择0通道
cAck( ); //检查应答
if(erflags) goto sen; //无应答，重来

sen1: Start( ); //发送起始信号
SendByte(0x91); //发送写PCF8591的寻址字节（读）
cAck( ); //检查应答
if(erflags) goto sen1; //无应答，重来
d=RcvByte( ); //第1次读的数据无效
Ack( ); //应答位函数，
while(1)
{ d=RcvByte( );
Ack( ); //应答位函数，
d=(d*5*1000)/256;
disp[0]=d/1000;
disp[1]=d%1000/100;
disp[2]=d%100/10;
disp[3]=d%10;
}

}

void T0_int(void) interrupt 1
{ uchar k;
TH0=(65536-1000)/256;
TL0=(65536-1000)%256;
oe=1; // 关闭2个573输出，防止在送数据时相互影响
k = disp[j]; // 每次显示ar[j]的数据
P0 = table[k]; // 相应显示数字段码
if(j==0) P0=P0|0x80;
dula=1;
dula=0; // 锁存段码

P0=sled_bit[j]; // 选择相应数码管位选
wela=1;
wela=0; // 锁存位码
oe=0; // 打开2个573三态门，输出段码和位码
j++; // 为下一个显示做准备
if(j>=8)j=0;
}

六、实验结果
第一题：给单片机上电，依次按下K1，K2，K3，K4键，发光二极管的亮度逐次变暗。
第二题：给单片机上电，调节电位器，数码管显示数值改变。
第三题：给单片机上电，数码管显示通道AIN0的电压值，且调节电位器，数码管显示电压值改变。
七、实验思考题
1、 采用I2C接口的ADC有什么好处？
答：可以简化电路结构，节约成本。
2、 如果通过按K1、K2、K3、K4键分别选择ADC采样0、1、2、3通道，程序如何处理？
答：按键后进入中断程序判断按了哪一个键，根据按键键值分别对通道进行采样。
3、 如何利用芯片的通道自动增量的功能，对AIN0、AIN1、AIN2、 AIN3通道轮流进行采样。
4、 答：采用循环结构，依次对AIN0、AIN1、AIN2、 AIN3通道轮流进行采样。
八、实验心得
通过这次实验设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在这个实验过程中遇到问题，可以说得是困难重重，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。不过新的知识也要不断学习！
在编程过程中，不仅要将定时器以及按键中断处理程序的编程方法与I2C器件编程方法相结合，还要采用数据结构的编程方法创建工程使用多个程序共同处理。由其是在显示电压过程中要熟悉采样值与电压值的转换方法，这样才能知道转换后的值对应的电压值。