十四、51单片机之AD转换-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了十四、51单片机之AD转换。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1、AD相关简介

1.1、什么是AD转换？

(1)A是指analog、模拟的；D是指digital、数字的。

(2)现实世界是模拟的，连续分布的，无法被分成有限份；计算机世界是数字的，离散分布的，是可以被分成有限份的；

(3)AD转换就是把一个物理量从模拟的转换成数字的。

1.2、AD转换的意义

自然界多数是模拟量，为了方便计算机处理，人为的数字化了自然界的模拟量。

1.3、STC89C516

该单片机本身引脚没有模拟的，所以模拟量不能直接给该单片机。后续很多新的单片机都具有模拟输入输出的引脚，引脚会对应相应的AD转换。

1.4、AD转换原理

(1)采用比较器电路进行AD转换。

1.5、AD转换中的主要概念

(1)位数: AD转换后转出来的数由几位二进制来表示。位数越多，越细腻，精度越高。

(2)量程：AD转换器可以接受的模拟量的范围。

(3)精度：简单理解就是转出来到底有多准

(4)分辨率：AD转换器转出来的二进制数，每一格表示多少

(5)转换速率（转换时间）

1.6、AD转换在系统中存在的方式

(1)CPU外部扩展专用AD芯片

(2)CPU内部集成AD模块（内部外设）

2、原理图

2.1、简介

十四、51单片机之AD转换 (1)ET2046是我们外接的AD转换芯片。

(2)AIN0、AIN1、AIN2为三路AD转换。

(3)AD1502是一个滑动变阻器；NTC1是一个热敏电阻；GR1是一个光敏电阻。

2.2、接线

(1)CLK 接P1.0、T-CS接P1.1、DI接P1.2、DOUT接P1.3。

(2)CLK为SPI时钟线。

(3)T-CS为使能线。

(4)DI是数字输入线，DOUT是数字输出线。

3、ET2046数据手册

该芯片已停产，官网没搜到，数据手册链接：ET2046 - 百度文库

(1)ET2046是4线触摸屏控制器，在此用于AD转换。ET2046是一个经典的逐次逼近寄存器模数转换器。

(2)转换器模拟通道：X-、Y-、Z坐标、辅助输入(AUX)、电池电压(VBAT)、芯片温度。通过一个多路选择器提供。

(3)控制字

bit7	固定为1
bit6-4	A2-A0，选择模拟通道
bit3	设置采样位数。0表示12bit，1表示8bit
bit2	为1表示用单端模式，为0表示差分模式。此处用单端模式。
bit1-0	power down模式使能，00表示使能。

4、示例程序

通过ET2046将模拟电压值转换位12bit数字量，并通过串口以文本方式显示。

十四、51单片机之AD转换

(1)app.c文件

#include <reg51.h>
#include "et2046.h"
#include "drv_uart.h"

void Delay500ms();		//@12MHz

void main()
{
	uint AD_Value = 0;   /*AD值*/
	uchar AD_H = 0;      /*AD值高4位*/
	uchar AD_L = 0;      /*AD低8位*/
	UartInit();           /*串口初始化函数*/
	while(1)
	{
		AD_Value = Read_AD_Data(0x94);    /*滑动变阻器*/
		
		/*16进制显示采集的12bitAD值*/
		//AD_H = AD_Value >> 8;
		//AD_L = AD_Value & 0xff;  /*按位与*/
		//UartSendByte(AD_H);
		//UartSendByte(AD_L);
		
		/*文本形式显示采集的AD值,0xFFF = 4095*/
		UartSendString("AD_Value:");
		UartSendByte((AD_Value / 1000) + 48);       /*显示千位*/
		UartSendByte((AD_Value % 1000 /100) + 48);  /*显示百位*/
		UartSendByte((AD_Value % 100 /10) + 48);    /*显示十位*/
		UartSendByte((AD_Value % 10 ) + 48);        /*显示个位*/
		UartSendString(".\r\n");
		
		
		Delay500ms();
	}
}


void Delay500ms()		//@12MHz
{
	unsigned char i, j, k;

	_nop_();
	i = 4;
	j = 205;
	k = 187;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}

(2)ET2046.c文件

#include "ET2046.h"


/*
 *功能:SPI写字节函数
 *参数:	Data:写入的数据
 *返回值:无
 */

void SPI_WriteByte(uchar Data)
{
	uchar i = 0;   /*用于for循环*/
	CLK = 0;
	
	
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		DIN = Data >> 7;  	//从高位到低位写入
		Data <<= 1;
		CLK = 0;			      //上升沿放置数据
		CLK = 1;
	}
}


/*功能:SPI读12bit
 *参数:无
 *返回值:读取到的数据
 */
uint SPI_Read(void)
{
	uint i = 0;         /*用于for循环*/ 
	uint Data = 0;      /*暂存读取到的书*/
	CLK = 0;
	for(i=0; i<12; i++)	  /*接收12位数据*/
	{
		Data <<= 1;
		CLK = 1;
		CLK = 0;
		Data |= DOUT;
	}
	return Data;	
}

/*
 *功能:读取AD值  
 *参数: cmd:读取对应通道发送的控制字
 *返回值:读取的AD值
 */
uint Read_AD_Data(uchar cmd)
{
	uchar i = 0;    /*用于for循环*/
	uint AD_Value;  /*记录AD的值*/
	
	CLK = 0;
	CS  = 0;
	SPI_WriteByte(cmd);
	for(i=6; i>0; i--); 	/*延时等待转换结果*/
	
	CLK = 1;	            /*发送一个时钟周期，清除BUSY*/
	_nop_();
	_nop_();
	CLK = 0;
	_nop_();
	_nop_();
	AD_Value=SPI_Read();
	CS = 1;
	return AD_Value;	
}

(3)ET2046.h文件

#ifndef __ET2046_H__
#define __ET2046_H__

/*头文件包含*/
#include <reg51.h>
#include <intrins.h>


/*宏定义*/
#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int


/*定义使用的IO口*/
sbit CLK  = P1^0;	  //时钟
sbit CS   = P1^1;	  //片选
sbit DIN  = P1^2;	  //输入
sbit DOUT = P1^3;	  //输出


/*函数声明*/
void SPI_WriteByte(uchar Data);   /*SPI写字节函数*/
uint SPI_Read(void);              /*SPI读12bit*/
uint Read_AD_Data(uchar cmd);




#endif

(4)drv_uart.c文件

#include "drv_uart.h"
#include <reg51.h>


/*
 *功能:串口初始化函数,8数据位，1停止位，无校验位，波特率4800
 *参数:无
 *返回值:无
 */
void UartInit(void)
{
	SCON = 0x50;  //串口工作在模式1，8位数据位，允许串行接收
	PCON = 0x80;  //波特率加倍
	TMOD = 0x20;  //设置T1为模式2 
	TH1 = 243;    //波特率4800	,TH1 = 晶振频率/12/32/波特率
	TL1 = 243;    //8位自动重装，意识是TH1用完了之后下一个周期TL1会自动重装到TH1去。
	TR1 = 1;      //开启定时器1
	ES = 1;       //打开串口中断
	EA = 1;       //打开总中断
}


/*
 *功能:通过串口发送一个字节数据
 *参数:需要发送的内容
 *返回值:无
 */
void UartSendByte(unsigned char Dat)
{
	SBUF = Dat;      //准备好需要发送的一个字节
	while(TI == 0);  //确认串口发送没有再忙，while循环需要加超时判断
	TI = 0;					 //软件复位TI标志位
}


/*
 *功能:通过串口发送字符串
 *参数:待发送的字符串
 *返回值:无
 */
void UartSendString(unsigned char *str)
{
	while(*str != '\0')    //等待字符串发完*/
	{
		UartSendByte(*str);  //发送一个字符
		str++;               //指针指向下一个字符
	}
}


/*
 *功能:串口中断接收函数
 *参数:无
 *返回值:无
 *注意:中断函数通过中断编号识别，中断编号可通过查数据手册得到
 */
void Uart_Isr() interrupt 4 
{
	unsigned char ReceiveBit;
	if(RI == 1)
	{
		ReceiveBit = SBUF;		//读取SBUF,读取串口接收到的一个字节
		RI = 0;
	}
	//UartSendByte(ReceiveBit);		  //接收到的内容原封不动发回去
}

(5)drv_uart.h文件

#ifndef __DRV_UART_H__
#define __DRV_UART_H__


/*函数声明*/
void UartInit(void);                       /*串口初始化函数*/
void UartSendByte(unsigned char Dat);      /*通过串口发送一个字节数据*/
void UartSendString(unsigned char *str);   /*通过串口发送字符串*/

#endif