ADC0832模数转换和LCD显示

环境

软件

• uVision V4.02
• ISIS Professional 7.8

芯片

• AT89C51
• ADC0832

仿真图

实现效果

显示电压值并用图标显示百分比
具体效果如下所示：

相关代码及资源

https://github.com/duganlx/DSP

操作小记

芯片介绍

接口说明

• CS：片选使能，低电平芯片使能
• CH0：模拟输入通道0，或作为IN+/-使用
• CH1：模拟输入通道0，或作为IN+/-使用
• GND：芯片参考0电位（地）
• DI：数据信号输入，选择通道控制
• DO：数据信号输出，转换数据输出
• CLK：芯片时钟输入
• VCC/REF：电源输入及参考电压输入（复用）

ADC0832 为 8 位分辨率 A/D 转换芯片，其最高分辨可达256 级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在 0~5V 之间。芯片转换时间仅为 32μS，具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过** DI 数据输入端**，可以轻易的实现通道功能的选择

单片机控制原理

正常情况下，ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一个数据线上使用。
当ADC0832 未工作时，其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平任意
当进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。

• 在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启动信号
• 在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能，具体如下图所示：

如上图所示：

• 当两位数据为10时，只对CH0进行单通道转换
• 当两位数据为11时，只对CH1进行单通道转换
• 当两位数据为00时，将CH0作为正输入端IN+，将CH1作为负输入端IN-
• 当两位数据为01时，将CH0作为负输入端IN-，将CH1作为正输入端IN+

• 到第3个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此时DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取
• 从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据
• 直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成
• 也从第11个脉冲开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个脉冲的下沉输出DATA0
• 随后输出8位数据，直到第19个脉冲时数据输出完成，也标志一次A/D转换的结束
• CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了

时序图

代码编写

引用库文件

#include
#include
#include

宏定义

#define Uint unsigned int
#define Uchar unsigned char

全局变量定义

//对应仿真图中引脚的对接
sbit CS=P1^0; // chip select
sbit CLK=P1^1; // clock
sbit DIO=P1^2; // data input and output
sbit RS=P2^0; // data register status register
sbit RW=P2^1; // read/write
sbit EN=P2^2; // enable

Uchar disp_buff1[]="VOLTAGE:  0.00V";
Uchar disp_buff2[16];

延时函数

/*
* 延时2微秒
* 
* @return
*/
void delay2us()
{
	_nop_();
	_nop_();
}

AD转换

/*
* AD转换
*
* @return 输出数据
*/
Uchar get_AD_Res()
{
	Uchar i, data1=0, data2=0;
	CS=0;
	//第一个周期：转换开始
	CLK=0;DIO=1;delay2us();
	CLK=1;delay2us();
	
	//第二个周期：选择单通道还是双通道 DIO=0双通道差分 或 DIO=1单通道
	CLK=0;DIO=1;delay2us(); 
	CLK=1;delay2us();
	
	//第三个周期：DIO选择CH1-->如果DIO=0 选择CH0
	CLK=0;DIO=0;delay2us();
	CLK=1;delay2us();
	
	//等待
	CLK=0;DIO=1;delay2us(); 
	
	//先进来的为最高位，后进来为最低位
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		CLK=1;delay2us();
		CLK=0;delay2us();
		/*
		* 0000_0000|0000_000想=0000_000想
		* 0000_00想0|0000_000翔=0000_00想翔
		* 0000_0想翔0|0000_000子=0000_0想翔子
		*/
		data1=(data1<<1)|(Uchar)DIO; 
	}
	
	//先进来的为最低位，后进来为最高位
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		/*
		* 0000_0000|0000_000子=0000_000子
		* 0000_000子|0000_00翔0=0000_00翔子
		* 0000_00翔子|0000_0想00=0000_0想翔子
		*/
		data2= data2|(Uchar)DIO<<i;
		CLK=1;delay2us();
		CLK=0;delay2us();
		 
	}
	
	//禁止片选
	CS=1;
	
	return (data1==data2)?data1:0;
}

lcd相关函数

lcd具体用法及函数说明可以参看：1602字符液晶显示

/*
* 延时
*  
* @param x 时间（不精确）
* @return
*/
void delay_ms(Uint x)
{
	Uchar t;
	while(x--)
		for(t=0; t<120; t++);
}

/*
* 检测BF(busy flag)位状态
* 
* @return
*/
bit test_BF()
{
	Uchar LCD_status;
	P0=0xFF;
	EN=0;RS=0;RW=1;
	EN=1;delay2us();LCD_status=P0;
	EN=0;
	return (LCD_status&0x80)?1:0;
}

/*
* 写命令
*
* @param cmd 八位命令
* @return
*/
void write_CMD(Uchar cmd)
{
	while(test_BF());
	EN=0; RS=0; RW=0;
	P0=cmd;
	EN=1; _nop_(); EN=0;
}

/*
* 写数据（一位一位的写）
*
* @param data8 八位数据
* @return
*/
void write_Data(Uchar data8)
{
	while(test_BF());
	EN=0; RS=1; RW=0;
	P0=data8;
	EN=1; _nop_(); EN=0;
}

/*
* 初始化
*
* @return
*/
void init()
{
	write_CMD(0x38);delay_ms(1);
	write_CMD(0x01);delay_ms(1);
	write_CMD(0x06);delay_ms(1);
	write_CMD(0x0C);delay_ms(1);
}

/*
* 写字符串
*
* @param r row
* @param c column
* @param str 字符串
* @return
*/
void write_Str(int r, int c, char *str)
{
	int i=0;	
	unsigned char Addressx[] = {0x80, 0xC0};
	unsigned char StartAdd = (Addressx[r] | c);//按位或

	write_CMD(StartAdd);
	
	for(i = 0; i < 16; i++){
		if(str[i]==0) break;
		write_Data(str[i]);
	}
	// 如果不够16位，用空格填充
	for(;i < 16; i++){
		write_Data(' '); 	
	}
}

主函数

void main()
{
	Uchar i=0,AD=0;
	Uint d=0;
	init();
	
	while(1)
	{
		AD=get_AD_Res(); 
		d=(AD*500.0/256.0); //d需Uint 
		
		disp_buff1[10]=d/100+'0';
		disp_buff1[12]=(d/10)%10+'0';
		disp_buff1[13]=d%10+'0';
		
		write_Str(0,0,disp_buff1);
		
		//填充实心和空心的框框
		i=(Uint)AD*16/256;
		memset(disp_buff2,'\xFF',i);
		memset(disp_buff2+i,'\xDB',16-i);
		write_Str(1,0,disp_buff2);
	}
	
}