51单片机Proteus仿真+Keil工程 |
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实验7-单片机AD和DA实验
之前做的一次实验，51单片机AD和DA实验，数模使用芯片0832，模数转换使用0809。在做实验时曾经遇到一个问题，模数转换0809是不是只能输出0~ 5V，能不能输出-5V~5V的？当时在网上找了很多，没什么收获，在寻求帮助的过程中，一个朋友说可以，当时他分享了一个链接：http://m.elecfans.com/article/576838.html，看后明白解决方法是加一个反相器，最后把实验的要求圆满完成。如有问题欢迎指正。 实验目的：掌握数模和模数转换的原理； 学会数模0832和模数0809的操作和使用。 实验内容：用单片机、数模0832、模数0809，可变电阻实现0 ~ 5v电压输出，或者选择电压调节器（如果有该器件），数模转换实验，将可变电阻分压后的电压值，应用数码管显示，保留小数点后2位。模数转换实验，输出的幅值0~5v的方波，三角波，锯齿波（-5V ~ 5V），应用示波器进行显示。 实验环境：MDK-ARM V5.21a、Proteus 8.6 Proteus原理图
主要元器件： DEVICES说明7SEG-MPX8-CC-BLUE八位共阴数码管8255A可编程并行接口芯片ADC0808模数转换芯片DAC0832模数转换芯片74HC573锁存器74LS373锁存器AT89C51MCUBUTTON按键CAP普通电容CAP-ELEC电解电容CRYSTAL晶振RES电阻RESPACK-8排阻51单片机的P0口做IO口使用时是漏极开路输出，其引脚一般需要在片外接一定阻值的上拉电阻，此时端口不存在高阻抗的悬浮状态，因此它是一个准双向口。同时，P0口每一位的驱动能力是P1~P3口的两倍，每位可以驱动8个LSTTL（Low-power Schottky TTL，即低功耗肖特基TTL）输入，89C51等单片机任何一个端口想要获得较大的驱动能力，必须采用低电平输出。 时钟晶体振荡频率为 f o s c = 11.0592 M H Z f_{osc}=11.0592MHZ fosc=11.0592MHZ 时钟周期相当于 T o s c = 1 f o s c ≈ 90.42 n s T_{osc}=\frac{1}{f_{osc}} \approx 90.42ns Tosc=fosc1≈90.42ns 复位电路的话通过给89C51等单片机的复位引脚RST加上大于2个机器周期的高电平（即24个时钟振荡周期）就可以使单片机复位。 KEIL工程：1.DAC0832的输出电压Vo与输入数字量B的关系是(采用的基准电压为-5V)： V o = − ( B ∗ V R E F ) 256 V_o=-\frac{(B*V_{REF})} {256} Vo=−256(B∗VREF) 2.两路0~5V的被测电压分别加到ADC0809的IN0和IN1通道，进行A/D转换，两路输入电压的大小可通过手动调节RV1和RV2来实现。通过鼠标滚轮来放大虚拟电压表的图标，可清楚地看到输入电压的测量结果。 3.ADC0809采用的基准电压为+5V,转换所得结果二进制数字addata所代表的电压的绝对值为addata5V/256,而若将其显示到小数点后两位，不考虑小数点的存在(将其乘以100),其计算的数值为: (addata 100/256)5V≈addata1.96 V。控制小数点显示在左边第2、6位数码管上，即为实际的测量电压。 4.使用功能键(P3^4)选择工作模式：当为高电平时，为DAC工作模式，数字量转模拟量，在示波器显示;当为低电平时为ADC工作模式，模拟量转数字量，在数码管显示。目前，单片机开机后只能切换一次模式，再返回原来模式要重启，待改进。 5.鉴于51单片机的端口可能不够，我采用了82C55芯片来进行端口扩展,设置PA口为输入，其他口（PB、PC高四位、PC低四位）全为输出。 头文件以及宏定义等： /*==================================================== Program: 单片机模/数和数/模实验 ****** Encoding: ANSI Time： 2020/06/21 Task： 选用单片机、数模0832、模数0809，可变电阻实现 0~5v电压输出，或者选择电压调节器（如果有该器 件）。 数模转换实验：将可变电阻分压后的电压值，应用 数码管显示，保留小数点后2位。 模数转换实验：输出的幅值0~5v的方波，三角波， 锯齿波（-5V~5V），应用示波器进行显示。 Introduction:使用功能键(P3^4)选择工作模式: 当为高电平时，为DAC工作模式，数字量转模拟量， 在示波器显示-DAC;（注意要等示波器稳定后观察） 当为低电平时为ADC工作模式，模拟量转数字量， 在数码管显示-ADC。 目前，单片机开机后只能切换一次模式，再返回原 来模式要重启，待改进。 =====================================================*/ #include "reg52.h" #include "absacc.h" //定义地址所需的头文件 #include //有各种移位和NOP指令 #include #define PA8255 XBYTE[0xff7c] //0xff7c为82C55PA端口地址 #define PB8255 XBYTE[0xff7d] //0xff7d为82C55PB端口地址 #define PC8255 XBYTE[0xff7e] //0xff7e为82C55PC端口地址 #define COM8255 XBYTE[0xff7f] //0xff7f为82C55控制寄存器地址 #define DAC_PORT P2 //DAC0832连接端口 #define K_SQU 1 // 方波标志 #define K_TRI 2 //三角波标志 #define K_SAW 3 //锯齿波标志 typedef unsigned char u8; typedef unsigned int u16; typedef unsigned long u32; sbit rst_8255=P3^5; //82C55复位引脚 sbit START = P1^4;//连了ADC0808的ALE(CBA编码的锁存信号) sbit OE = P1^3; sbit add_a = P1^2; sbit add_b = P1^1; sbit add_c = P1^0; sbit DAC_CS_WR=P3^0; //DAC0832使能口 sbit K1=P3^1; sbit K2=P3^2; sbit K3=P3^3; sbit Func=P3^4; u8 code Duanma[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};/*0123456789abcdef*/ u8 code Weima[] ={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};/*自左向右*/ u8 TempData[8]; //全局显示变量 u16 addata=0,addata1=0,i,adcflag=0,dacflag=0; //全局变量 u8 mode; //模式： u16 freq; //频率 u8 time; //计次参数 u8 AM; //调幅主函数： int main(void) { while(1) { while(Func==1) { if(dacflag==0) { DAC_Init(); dacflag=1; } scanKey();//数字量转模拟量，在示波器显示-DAC } while(Func==0) { if(adcflag==0) { ADC_Init(); adcflag=1; } Gain(); //模拟量转数字量，在数码管显示-ADC Display(0,8); } } }初始化及子函数： void DAC_Init() { time=0; DAC_CS_WR=0; DAC_PORT=0; mode=0; freq=100; //默认频率100Hz AM=255; //最大幅度 TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式 TMOD |= 0x02; //设置定时器模式 TL0 = 0x9C; //设置定时初值 TH0 = 0x9C; TF0 = 0; //清除TF0标志 TR0 = 1; //定时器0开始计时 EA = 1; //开总中断 ET0 = 1; //开定时器0中断 } void ADC_Init(void) { //EA = 0; //关闭定时器 rst_8255=1; //reset_8255 delayms(1); rst_8255=0; COM8255=0x90; //方式0,PA输入 PC高四位/PB/PC低四位全输出 } void Timer0Work() interrupt 1 //中断服务函数 { switch(mode) { case K_SQU:squ_wave((u8)((time*freq/100)%100));break; //计算出波的位置 case K_TRI:tri_wave((u8)((time*freq/100)%100));break; case K_SAW:saw_wave((u8)((time*freq/100)%100));break; } time++; if(time>=100)//计数100次 time=0; }显示、数据处理函数等： void Display(u8 FirstBit,u8 Num) { static u8 i=0; PB8255=0xff; //位码消隐 PC8255=0x00; //段码消隐 PB8255=Weima[i+FirstBit]; //位码数据,从数码管从左到右的第一位开始对应 if(i==1||i==5) { PC8255=TempData[i]+128; //段码数据 } else PC8255=TempData[i]; //段码数据 //delayms(1); i++; if(i==Num) i=0; } void Gain(void) { START=0; add_a=0; //采集第一路信号 add_b=0; add_c=0; START=1; //根据时序图启动ADC0808的AD程序 START=0; OE=1; //转换结果允许输出 addata=PA8255; addata=addata*1.96; //根据AD原理将采得的二进制数转换成可读的电压 OE=0; START=0; add_a=1; //采集第二路信号 add_b=0; add_c=0; START=1; //根据时序图启动ADC0808的AD程序 START=0; OE=1; //转换结果允许输出 addata1=PA8255; addata1=addata1*1.96; //根据AD原理将采得的二进制数转换成可读的电压 OE=0; Display(0,8); //防止断帧 TempData[3]=Duanma[addata%10]; //显示到数码管上 TempData[2]=Duanma[addata/10%10]; TempData[1]=Duanma[addata/100%10]; TempData[0]=Duanma[addata/1000]; Display(0,8); //防止断帧 TempData[7]=Duanma[addata1%10]; //显示到数码管上 TempData[6]=Duanma[addata1/10%10]; TempData[5]=Duanma[addata1/100%10]; TempData[4]=Duanma[addata1/1000]; } void scanKey(void) { if(K1==0) { mode=1; } if(K2==0) { mode=2; } if(K3==0) { mode=3; } } void squ_wave(u8 location)//方波函数 { if(location |
方波（out输出0~5V，out1输出-5 V ~5V，考虑到反相器，两个输出波形相位差180°）： 
三角波（out输出0~5V，out1输出-5 V ~5V） 
锯齿波（out输出0~5V，out1输出-5 V ~5V） 
P34按下后，进入ADC转换，模拟电压量在数码管上显示。 
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