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標(biāo)題: 51單片機(jī)PCF8591的DA轉(zhuǎn)換程序詳解[含HL-1與HJ-c52 DA代碼AD/DA原理圖]（可直接復(fù)... [打印本頁(yè)]

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作者: 羽一生    時(shí)間: 2019-8-1 09:01
標(biāo)題: 51單片機(jī)PCF8591的DA轉(zhuǎn)換程序詳解[含HL-1與HJ-c52 DA代碼AD/DA原理圖]（可直接復(fù)...

以下是補(bǔ)充（能想到的范圍有限有沒(méi)想到的還請(qǐng)諒解）
DA工作原理
基于PCF8591芯片
DA是什么？
n DA指數(shù)模轉(zhuǎn)換（Digital to Analog），顧名思義，就是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。與DA
相對(duì)應(yīng)，AD是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，便于計(jì)算機(jī)等數(shù)字控制器處理。
DA有什么作用？
n 1、將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，以便操縱控制對(duì)象。n 2、用數(shù)字化來(lái)控制各種對(duì)象。
n 3、可以在單片機(jī)中輸入數(shù)字，來(lái)控制輸出壓力計(jì)力的大小。
串行DA芯片與單片機(jī)連接方法（兩種）：
HL-1連接方法

HJ-c52連接方法

D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)
1、分辨率
分辨率是指輸入數(shù)字量的最低有效位（LSB）發(fā)生變化時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸出模擬量（電壓或電流）的變化量。它反映了
輸出模擬量的最小變化值。
分辨率與輸入數(shù)字量的位數(shù)有確定的關(guān)系，可以表示成FS /2的n方 。FS表示滿(mǎn)量程輸入值，n為二進(jìn)制位數(shù)。對(duì)于5V
的滿(mǎn)量程，采用８位的DAC時(shí)，分辨率為5V/256＝19.5mV；當(dāng)采用12位的DAC時(shí)，分辨率則為5V/4096＝1.22mV。顯然，
位數(shù)越多分辨率就越高。
2、線(xiàn)性度
線(xiàn)性度（也稱(chēng)非線(xiàn)性誤差）是實(shí)際轉(zhuǎn)換特性曲線(xiàn)與理想直線(xiàn)特性之間的最大偏差。常以相對(duì)于滿(mǎn)量程的百分?jǐn)?shù)
表示。如±１％是指實(shí)際輸出值與理論值之差在滿(mǎn)刻度的±１％以?xún)?nèi)。
3、絕對(duì)精度和相對(duì)精度
絕對(duì)精度（簡(jiǎn)稱(chēng)精度）是指在整個(gè)刻度范圍內(nèi)，任一輸入數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的模擬量實(shí)際輸出值與理論值之
間的最大誤差。絕對(duì)精度是由DAC的增益誤差（當(dāng)輸入數(shù)碼為全1時(shí)，實(shí)際輸出值與理想輸出值之差）、
零點(diǎn)誤差（數(shù)碼輸入為全０時(shí)，DAC的非零輸出值）、非線(xiàn)性誤差和噪聲等引起的。絕對(duì)精度（即
最大誤差）應(yīng)小于1個(gè)LSB。 相對(duì)精度與絕對(duì)精度表示同一含義，用最大誤差相對(duì)于滿(mǎn)刻度的百分比表示。
4、建立時(shí)間
建立時(shí)間是指輸入的數(shù)字量發(fā)生滿(mǎn)刻度變化時(shí)，輸出模擬信號(hào)達(dá)到滿(mǎn)刻度值的±1/2LSB所需的時(shí)間。
是描述D/A轉(zhuǎn)換速率的一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)。電流輸出型DAC的建立時(shí)間短。電壓輸出型DAC的
建立時(shí)間主要決定于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間。根據(jù)建立時(shí)間的長(zhǎng)短，可以將DAC分成超高速（＜1μ
S)、高速（10～1μS）、中速（100～10μS）、低速（≥100μS）幾檔。
應(yīng)當(dāng)注意，精度和分辨率具有一定的聯(lián)系，但概念不同。DAC的位數(shù)多時(shí)，分辨率會(huì)提高，對(duì)
應(yīng)于影響精度的量化誤差會(huì)減小。但其它誤差（如溫度漂移、線(xiàn)性不良等）的影響仍會(huì)使DAC
的精度變差。
附帶三個(gè)說(shuō)明
一，HL-1的AD/DA模塊和DS1302時(shí)鐘模塊原理圖

二，HJ-C52的AD/DA原理圖

三，一個(gè)AD/DA單獨(dú)模塊（PCF8951）的說(shuō)明



AD/DA獨(dú)立模塊接線(xiàn)說(shuō)明
1. 可以自己用杜邦線(xiàn)接到你自己的最小系統(tǒng)上，也可以接到慧凈HJ-C51智能小車(chē)核心板上，接線(xiàn)方法參考源理圖接，VCC接學(xué)
習(xí)板上的VCC，GND接學(xué)習(xí)板上的GND 其他的信號(hào)輸入可以自己定義。
AD/DA獨(dú)立模塊簡(jiǎn)單說(shuō)明
1. 本板采用全新AD/DA芯片PCF8591，設(shè)計(jì)合理，性能非常穩(wěn)定，提供原理圖及配套示例代碼。
模塊說(shuō)明：
2. 該模塊A/D輸入和D/A輸出定義，模塊有4路A/D輸入，1路D/A輸出：
3. A/D輸入通道0：連接外部測(cè)試；
4.A/D輸入通道1：一路電位器可測(cè)變阻器分壓；連接外部測(cè)試；
5. A/D輸入通道2：一路熱敏電阻可測(cè)溫度；連接外部測(cè)試；
6. A/D輸入通道3：一路光敏電阻可測(cè)光強(qiáng)；連接外部測(cè)試；
7. D/A輸出通道0：一路LED通過(guò)亮度顯示。
------------------------------------------------（因?yàn)橛行〇|西電腦沒(méi)備份..所以找不到了）-----------------------------------------------------

1. /*-----------------------------------------------
   
2.   內(nèi)容：scl=P3^0;//IIC的時(shí)鐘線(xiàn)  sda=P3^1;//IIC的數(shù)據(jù)線(xiàn)分別接J26-7和J26-6上。
   
3.         J23-5接J26-5上
   
4.         LED會(huì)逐漸變亮后有逐漸變暗
   
5. ------------------------------------------------*/
   
6. #include<reg51.h>
   
7. #include<intrins.h>
   
8. #define uc unsigned char
   
9. #define ui unsigned int
   
10. 
    
11. sbit scl=P3^0;//IIC的時(shí)鐘線(xiàn)
    
12. sbit sda=P3^1;//IIC的數(shù)據(jù)線(xiàn)
    
13. uc code shuju[]={
    
14. 0x0f,0x1e,0x2d,0x3c,0x4b,0x5a,0x69,0x78,0x87,0x96,0xa5,0xb4,0xc3,0xd2,0xe1,0xf0,0xff,//讓電壓逐漸升高的數(shù)據(jù)
    
15. 0xff,0xf0,0xe1,0xd2,0xc3,0xb4,0xa5,0x96,0x87,0x78,0x69,0x5a,0x4b,0x3c,0x2d,0x1e,0x0f,//讓電壓逐漸下降的數(shù)據(jù)
    
16. };
    
17. 
    
18. void delayus(void)
    
19. {
    
20.   ;;
    
21. }
    
22. 
    
23. 
    
24. void delay(ui m)
    
25. {
    
26. ui i,j;
    
27. for(i=0;i<120;i++)
    
28.   for(j=0;j<m;j++);
    
29. }
    
30. 
    
31. 
    
32. void init(void)//IIC的初始化
    
33. {
    
34.    scl=1;
    
35.    delayus();
    
36.    sda=1;
    
37.    delayus();
    
38. }
    
39. 
    
40. void start(void)//IIC的起始信號(hào)
    
41. {
    
42.    scl=1;
    
43.    delayus();
    
44.    sda=1;
    
45.    delayus();
    
46.    sda=0;
    
47.    delayus();
    
48. }
    
49. 
    
50. void stop(void)//IIC的停止信號(hào)
    
51. {
    
52.    sda=0;
    
53.    delayus();
    
54.    scl=1;
    
55.    delayus();
    
56.    sda=1;
    
57.    delayus();
    
58. }
    
59. 
    
60. void ack(void)//IIC的應(yīng)答信號(hào)
    
61. {
    
62.    uc i;
    
63.    scl=1;
    
64.    delayus();
    
65.    while((sda==1)&(i<255))i++;
    
66.    scl=0;
    
67.    delayus();
    
68. }
    
69. 
    
70. void write_byte(uc date)//向IIC寫(xiě)一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)
    
71. {
    
72.         uc i,temp;
    
73.         temp=date;
    
74.         for(i=0;i<8;i++)
    
75.         {
    
76.                 temp=temp<<1;
    
77.                 scl=0;
    
78.             delayus();
    
79.                 sda=CY;
    
80.                 delayus();
    
81.                 scl=1;
    
82.                 delayus();
    
83.         }
    
84.         scl=0;
    
85.         delayus();
    
86.         sda=1;
    
87.         delayus();
    
88. }
    
89. 
    
90. void write(uc add,uc sda,uc date)
    
91. {
    
92.    start();
    
93.    write_byte(add);//0x90表示器件地址為000的寫(xiě)操作
    
94.    ack();
    
95.    write_byte(sda);//0x40表示四路單數(shù)入00通道無(wú)增益的器件控制指令
    
96.    ack();
    
97.    write_byte(date);//表示DA數(shù)據(jù)
    
98.    ack();
    
99.    stop();
    
100. }
     
101. 
     
102. void main(void)
     
103. { uc i;
     
104.   init();//I2C總線(xiàn)初始化
     
105.   while(1)
     
106.   {
     
107.    for(i=0;i<34;i++)
     
108.    {
     
109.    write(0x90,0x40,shuju[ i]);//向PCF8591里寫(xiě)入數(shù)據(jù)（即電壓量的數(shù)據(jù)）；
     
110.    delay(100);
     
111.    }
     
112.   }
     
113. }
     

復(fù)制代碼

以上是一個(gè)DA轉(zhuǎn)換例子[我也是也是補(bǔ)充的(上傳不了附件....就只能直接上碼了)
附帶兩種使LED輸出顯示DA
1，HJ-52
/*-----------------------------------------------
  名稱(chēng)：IIC協(xié)議 PCF8591ADDA轉(zhuǎn)換                  
  內(nèi)容：此程序通過(guò)IIC協(xié)議對(duì)DAAD芯片操作, 并輸出模擬量，用LED亮度漸變指示
------------------------------------------------*/
#include<reg52.h>    //包含頭文件，一般情況不需要改動(dòng)，頭文件包含特殊功能寄存器的定義
#include <intrins.h> //包含NOP空指令函數(shù)_nop_();

#define AddWr 0x90   //寫(xiě)數(shù)據(jù)地址
#define AddRd 0x91   //讀數(shù)據(jù)地址

sbit Sda=P1^2;      //定義總線(xiàn)連接端口
sbit Scl=P1^7;
sbit dula=P2^0;
sbit wela=P2^1;
bit ADFlag;          //定義AD采樣標(biāo)志位
unsigned char code Datatab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//7段數(shù)共陰碼管段碼表
data unsigned char  Display[8];//定義臨時(shí)存放數(shù)碼管數(shù)值
/*------------------------------------------------
                    延時(shí)程序
------------------------------------------------*/
void mDelay(unsigned char j)
{
  unsigned int i;
  for(;j>0;j--)
     {
          for(i=0;i<125;i++)
             {;}
          }
  }
/*------------------------------------------------
                    初始化定時(shí)器1
------------------------------------------------*/
void Init_Timer1(void)
{
TMOD |= 0x10;                             
TH1=0xff;                              /* Init value */
TL1=0x00;
//PT1=1;                   /* 優(yōu)先級(jí)    */
EA=1;                      /* interupt enable */
ET1=1;                     /* enable timer1 interrupt */
TR1=1;  
}
/*------------------------------------------------
                    啟動(dòng)IIC總線(xiàn)
------------------------------------------------*/
  void Start(void)
  {
   Sda=1;
   _nop_();
   Scl=1;
   _nop_();
   Sda=0;
   _nop_();
   Scl=0;
  }


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


/*------------------------------------------------
                   應(yīng)答IIC總線(xiàn)
------------------------------------------------*/
   void Ack(void)
   {
    Sda=0;
        _nop_();
        Scl=1;
        _nop_();
        Scl=0;
        _nop_();
        }


/*------------------------------------------------
                 非應(yīng)答IIC總線(xiàn)
------------------------------------------------*/
        void NoAck(void)
        {
         Sda=1;
         _nop_();
         Scl=1;
         _nop_();
         Scl=0;
         _nop_();
         }


/*------------------------------------------------
              發(fā)送一個(gè)字節(jié)
------------------------------------------------*/
         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;
          }


/*------------------------------------------------
               讀入一個(gè)字節(jié)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);
          }

/*------------------------------------------------
                    寫(xiě)入DA數(shù)模轉(zhuǎn)換值
------------------------------------------------*/
          void DAC(unsigned char Data)
          {
                   Start();
                   Send(AddWr); //寫(xiě)入芯片地址
                   Ack();
                   Send(0x40);  //寫(xiě)入控制位，使能DAC輸出
                   Ack();
                   Send(Data);  //寫(xiě)數(shù)據(jù)
                   Ack();
                   Stop();
                 
           }

/*------------------------------------------------
                 讀取AD模數(shù)轉(zhuǎn)換的值，有返回值
------------------------------------------------*/
          unsigned char ReadADC(unsigned char Chl)
          {
       unsigned char Data;
                   Start();        //寫(xiě)入芯片地址
                   Send(AddWr);
                   Ack();
                    Send(0x40|Chl);//寫(xiě)入選擇的通道，本程序只用單端輸入，差分部分需要自行添加
                                  //Chl的值分別為0、1、2、3，分別代表1-4通道
                   Ack();
                   Start();
                   Send(AddRd);    //讀入地址
                   Ack();
                   Data=Read();    //讀數(shù)據(jù)
                   Scl=0;
                   NoAck();
                   Stop();
                   return Data;   //返回值
          }


                 void cmg(void)//數(shù)碼管鎖存函數(shù)                   關(guān)時(shí)鐘DS1302
        {
        dula=1;
        P0=0x00;
        dula=0;
        wela=1;
        P0=0x00;
        wela=0;
        }
/*------------------------------------------------
                   主程序
------------------------------------------------*/
        void main()
        {
         unsigned char num;                   //DA數(shù)模輸出變量
    unsigned char ADtemp;                //定義中間變量
     Init_Timer1();
         cmg();//關(guān)數(shù)碼管函數(shù)
         while(1)
              {
               
           DAC(num);       //DA輸出，可以用LED模擬電壓變化
                   num++;          //累加，到256后溢出變?yōu)?，往復(fù)循環(huán)。顯示在LED上亮度逐漸變化
                   mDelay(20);     //延時(shí)用于清晰看出變化
                   if(ADFlag)      //定時(shí)采集輸入模擬量
               
           {
                   ADFlag=0;
                   }
           }
        }
2，HL-1
/*-----------------------------------------------
  名稱(chēng)：IIC協(xié)議 PCF8591ADDA轉(zhuǎn)換                  
  內(nèi)容：此程序通過(guò)IIC協(xié)議對(duì)DAAD芯片操作, 并輸出模擬量，用LED亮度漸變指示
------------------------------------------------*/
#include<reg52.h>    //包含頭文件，一般情況不需要改動(dòng)，頭文件包含特殊功能寄存器的定義
#include <intrins.h> //包含NOP空指令函數(shù)_nop_();

#define AddWr 0x90   //寫(xiě)數(shù)據(jù)地址
#define AddRd 0x91   //讀數(shù)據(jù)地址

sbit RST=P2^4;   //關(guān)掉時(shí)鐘芯片輸出
sbit Sda=P2^0;      //定義總線(xiàn)連接端口
sbit Scl=P2^1;
sbit Fm=P2^3;          //FM
sbit dula=P2^6;
sbit wela=P2^7;
bit ADFlag;          //定義AD采樣標(biāo)志位
unsigned char code Datatab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//7段數(shù)共陰碼管段碼表
data unsigned char  Display[8];//定義臨時(shí)存放數(shù)碼管數(shù)值
/*------------------------------------------------
                    延時(shí)程序
------------------------------------------------*/
void mDelay(unsigned char j)
{
  unsigned int i;
  for(;j>0;j--)
     {
          for(i=0;i<125;i++)
             {;}
          }
  }
/*------------------------------------------------
                    初始化定時(shí)器1
------------------------------------------------*/
void Init_Timer1(void)
{
TMOD |= 0x10;                             
TH1=0xff;                              /* Init value */
TL1=0x00;
//PT1=1;                   /* 優(yōu)先級(jí)    */
EA=1;                      /* interupt enable */
ET1=1;                     /* enable timer1 interrupt */
TR1=1;  
}
/*------------------------------------------------
                    啟動(dòng)IIC總線(xiàn)
------------------------------------------------*/
  void Start(void)
  {
   Sda=1;
   _nop_();
   Scl=1;
   _nop_();
   Sda=0;
   _nop_();
   Scl=0;
  }


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


/*------------------------------------------------
                   應(yīng)答IIC總線(xiàn)
------------------------------------------------*/
   void Ack(void)
   {
    Sda=0;
        _nop_();
        Scl=1;
        _nop_();
        Scl=0;
        _nop_();
        }


/*------------------------------------------------
                 非應(yīng)答IIC總線(xiàn)
------------------------------------------------*/
        void NoAck(void)
        {
         Sda=1;
         _nop_();
         Scl=1;
         _nop_();
         Scl=0;
         _nop_();
         }


/*------------------------------------------------
              發(fā)送一個(gè)字節(jié)
------------------------------------------------*/
         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;
          }


/*------------------------------------------------
               讀入一個(gè)字節(jié)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);
          }

/*------------------------------------------------
                    寫(xiě)入DA數(shù)模轉(zhuǎn)換值
------------------------------------------------*/
          void DAC(unsigned char Data)
          {
                   Start();
                   Send(AddWr); //寫(xiě)入芯片地址
                   Ack();
                   Send(0x40);  //寫(xiě)入控制位，使能DAC輸出
                   Ack();
                   Send(Data);  //寫(xiě)數(shù)據(jù)
                   Ack();
                   Stop();
                 
           }

/*------------------------------------------------
                 讀取AD模數(shù)轉(zhuǎn)換的值，有返回值
------------------------------------------------*/
          unsigned char ReadADC(unsigned char Chl)
          {
       unsigned char Data;
                   Start();        //寫(xiě)入芯片地址
                   Send(AddWr);
                   Ack();
                    Send(0x40|Chl);//寫(xiě)入選擇的通道，本程序只用單端輸入，差分部分需要自行添加
                                  //Chl的值分別為0、1、2、3，分別代表1-4通道
                   Ack();
                   Start();
                   Send(AddRd);    //讀入地址
                   Ack();
                   Data=Read();    //讀數(shù)據(jù)
                   Scl=0;
                   NoAck();
                   Stop();
                   return Data;   //返回值
          }

                 void fmg(void)//fm關(guān)
        {        
        Fm=1;        //                關(guān) fm
        }
                 void cmg(void)//數(shù)碼管鎖存函數(shù)                   關(guān)時(shí)鐘DS1302
        {
        dula=1;
        P0=0x00;
        dula=0;
        wela=1;
        P0=0x00;
        wela=0;
        RST=0;                //                關(guān)時(shí)鐘DS1302
        }
/*------------------------------------------------
                   主程序
------------------------------------------------*/
        void main()
        {
         unsigned char num;                   //DA數(shù)模輸出變量
    unsigned char ADtemp;                //定義中間變量
     Init_Timer1();
         cmg();//數(shù)碼管鎖存
         fmg();
         while(1)
              {
               
           DAC(num);       //DA輸出，可以用LED模擬電壓變化
                   num++;          //累加，到256后溢出變?yōu)?，往復(fù)循環(huán)。顯示在LED上亮度逐漸變化
                   mDelay(20);     //延時(shí)用于清晰看出變化
                   if(ADFlag)      //定時(shí)采集輸入模擬量
               
           {
                   ADFlag=0;
                   }
           }
        }

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作者: admin    時(shí)間: 2019-8-1 17:46
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