单片机学习笔记---AD模数转换&DA数模转换

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AD模数转换

XPT2046.c

XPT2046.h

main.c

DA数模转换

main.c

上一篇博客讲了AD/DA转换的工作原理，也介绍了运算放大器的工作原理，这节开始代码演示！

AD模数转换

新创建一个工程：AD模数转换

第一个工程将用到LCD1602和Delay函数，所以首先将我们之前讲过的代码模块添加进来

然后创建主程序main.c，XPT2046.c,XPT2046.h文件。

开始代码讲解：

XPT2046.c

首先根据原理图重定义引脚：

#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>

//引脚定义
sbit XPY2046_DIN=P3^4;
sbit XPY2046_CS=P3^5;
sbit XPY2046_DCLK=P3^6;
sbit XPY2046_DOUT=P3^7;

 接下来就根据上一篇博客讲过的这个时序来定义函数

将DLCK拉高有立马拉低的过程中，手册上显示这些过程基本都是纳秒级别的，而我们单片机IO口的翻转周期是1微秒这么长，足够操作这些过程了。

将命令字节发送结束后时序就完成到这了

然后由于下降沿是表示读出，所以我们要读取数据之后首先将DCLK拉高，再来一个下降沿，数据才会过来。

unsigned int XPT2046_ReadAD(unsigned char Command)
{
	unsigned char i;//发送/读取的次数
	unsigned int Data=0;//数据
	
	XPY2046_DCLK=0;//片选之前先初始化一下DCLK
	//这一步不写也没关系，因为每次任务结束之后DCLK都会拉低到低电平的。
	
	XPY2046_CS=0;//片选
	
	//反复8次发送命令字的8位数据
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		XPY2046_DIN=Command&(0x80>>i);//将命令字8位数据从左往右依次放到DIN线上
		XPY2046_DCLK=1;//DCLK拉高时输入数据
		XPY2046_DCLK=0;//立马拉低这个过程是1us，足够发送一位数据了。
	}
	
	//发送命令字的整个时间肯定超过TACO这个时间了，
	//所以读取之前可以不延时。
	
	//反复16次读取两个字节
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		XPY2046_DCLK=1;//下降沿是表示读出，所以首先将DCLK拉高，
		XPY2046_DCLK=0;//再来一个下降沿，数据才会过来
		
		//如果XPY2046_DOUT=1就把1赋值给Data，
		//从左往右依次判断XPY2046_DOUT的16位数据并赋值给Data
		if(XPY2046_DOUT){Data|=(0x8000>>i);}
	}
	XPY2046_CS=1;//释放CS
	if(Command&0x08)//如果命令字的第5位是1表示是在8位转换的模式下
	{
		return Data>>8;//在8位转换的模式下，要把最终的数据右移8位截取低8位的数据
	}
	else
	{
		return Data>>4;//在12位转换的模式下，要把最终的数据右移4位截取低12位的数据
	}
}

在8位转换的模式下，要把最终的数据右移8位截取低8位的数据。

在12位转换的模式下，要把最终的数据右移4位截取低12位的数据。

读取数据时，后面的四位0填充可以不读，那么读取数据时直接i<12，也可以读出来再右移。

最后我们只要调用这个函数就可以得到AD值（范围：8位为0~255，12位为0~4095）。

XPT2046.h

接下来我们看一下命令字怎么写：

XPT2046芯片手册上的介绍：

PD1还选择内部的参考电压，如果给它1就选择内部参考电压2.5V，它就对2.5V进行等分。但是我们一般不用内部参考电压，我们用外部电压，PD1=0就外部参考电压，就是原理图的上的VREF，为5V。

我们的开发板上的这个ADC模块利用的是单端模式，SER/DFR=1

A2，A1，A0的配置要看这个表

A2，A1，A0组合选择，我们只要主要看表的前半部分就可以

PS：YN是-Y，XP是+X，YP是+Y

如果说我们要测+X的话，就把A2，A1，A0置为001或者011

如果想测电池电压（电池电压并不是测电池，它也当做是一个通用的AD）就将A2，A1，A0置为010

如果我们要测辅助输入的电压，就置为110

-Y端（YN）直接接地，不用测，所以直接不用管

如果我们要测YP(+Y)，就置为101

最后我们配置的控制字一般是：

S=1（起始位）

A2，A1，A0=001或者011测+X(XP)，010测VBAT，110测AUXIN，101测+Y(YP)

MODE=1/0 （8位转换和12位转换都可以试一下）

SER/DFR=1（单端模式）

PD1=0（外部参考电压）

PD0=0（低功耗模式）

为了方便，我们直接将这8位数据组合起来的命令字加一个宏定义，要用的时候可以直接调用就好了（声明为外部可调用）

#ifndef __XPT2046_H__
#define __XPT2046_H__

//选择8位转换模式
#define XPT2046_VBAT_8	    0xAC
#define XPT2046_AUX_8		0xEC
#define XPT2046_XP_8		0x9C	//0xBC
#define XPT2046_YP_8		0xDC

//选择12位转换模式
#define XPT2046_VBAT_12	      0xA4
#define XPT2046_AUX_12		  0xE4
#define XPT2046_XP_12		  0x94	//0xB4
#define XPT2046_YP_12		  0xD4

unsigned int XPT2046_ReadAD(unsigned char Command);

#endif

main.c

接下来就分别测电位器，热敏电阻和光敏电阻

PS：电位器就是可调电阻

我们将定义好的命令字对应传给我们XPT2046_ReadAD()函数，然后它结果显示在LCD1602液晶屏上

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "XPT2046.h"

unsigned int ADValue;

void main(void)
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"ADJ  NTC  GR");
	//第一行显示"ADJ  NTC  GR"分别表示可调电阻，热敏电阻，光敏电阻
	while(1)
	{
		ADValue=XPT2046_ReadAD(XPT2046_XP_12);		//读取AIN0，可调电阻
		LCD_ShowNum(2,1,ADValue,4);				//显示AIN0
		ADValue=XPT2046_ReadAD(XPT2046_YP_12);		//读取AIN1，热敏电阻
		LCD_ShowNum(2,6,ADValue,4);				//显示AIN1
		ADValue=XPT2046_ReadAD(XPT2046_VBAT_12);	//读取AIN2，光敏电阻
		LCD_ShowNum(2,11,ADValue,4);			//显示AIN2
		Delay(100);
		//由于光敏电阻和热敏电阻非常敏感，
		//所以阻值变化非常快，读出来的数字电压变化也非常快
		//延迟是为了读出来的数据能够显示的时间长一点点，
		//这样我们就能看清数据，要不然数据变换更新太快我们都看不清楚。
	}
}

效果请看视频：

以上就是AD数模转换的代码演示！

DA数模转换

接下来开始演示第二个代码，

新创建一个工程：DA数模转换

DA转换可以直接用PWM来实现，直接把之前写电机那一篇的程序添加进来修改一下。

main.c

首先是根据DA的原理图改IO口的定义

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "Timer0.h"

sbit DA=P2^1;

然后将所有Motor都改成DA，我们实现一个呼吸灯的效果就好了，所以就不用独立键盘相关的配置了，全部删掉：

unsigned char Counter,Compare;	//计数值和比较值，用于输出PWM
unsigned char i;

void main()
{
	Timer0_Init();
	while(1)
	{
		for(i=0;i<100;i++)
		{
			Compare=i;			//设置比较值，改变PWM占空比
			Delay(10);
		}
		for(i=100;i>0;i--)
		{
			Compare=i;			//设置比较值，改变PWM占空比
			Delay(10);
		}
	}
}

void Timer0_Routine() interrupt 1
{
	TL0 = 0x9C;		//设置定时初值
	TH0 = 0xFF;		//设置定时初值
	Counter++;
	Counter%=100;	//计数值变化范围限制在0~99
	if(Counter<Compare)	//计数值小于比较值
	{
		DA=1;		//输出1
	}
	else				//计数值大于比较值
	{
		DA=0;		//输出0
	}
}

 如果看不懂这里的话可以去看一下我这两篇博客，里面讲了PWM的原理和代码演示：

单片机学习笔记---直流电机驱动（PWM）-CSDN博客

单片机学习笔记---LED呼吸灯&直流电机调速-CSDN博客

 最终效果请看视频：（PS：手机录像的效果会有明显的屏闪）

以上就是本篇的内容，源码会放在评论区，如有问题可评论区留言！文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-827563.html

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