基于51单片机及PCF8591芯片的ADC电压检测

前述：
QQ：3177227373
这个是一个简易课设作品。

单片机介绍：

8位CPU·4kbytes程序存储器(ROM) (52为8K)
128bytes的数据存储器(RAM) （52有256bytes的RAM）
32条I/O口线，111条指令，大部分为单字节指令
21个专用寄存器
2个可编程定时/计数器·5个中断源，2个优先级（52有6个）
一个全双工串行通信口
I/O口：四个8位，并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出
两个定时器，两个外部中断，一个全双工串口。
5V供电

其余资料参考芯片手册
芯片手册：百度网盘链接  （点击蓝色字体即可跳转）
提取码：u0po

PCF8591芯片：

注意

       如果采用其中一个通道的话是直接读取该通道的数据，如果是采用两个通道的话需要交换读取数据通道口，比如用通道一和二，那么读取实际电路通道一的数据需要在程序中写Dat1=Read(2);Dat2=Read(1); 这是因为在读取PCF8591的通道口数据的时候是上一次通道口转换的的数据。
       PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I²C总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。

【1】单独供电

【2】PCF8591的操作电压范围2.5V-6V

【3】低待机电流

【4】通过I2C总线串行输入/输出

【5】PCF8591通过3个硬件地址引脚寻址

【6】PCF8591的采样率由I2C总线速率决定

【7】4个模拟输入可编程为单端型或差分输入

【8】自动增量频道选择

【9】PCF8591的模拟电压范围从VSS到VDD

【10】PCF8591内置跟踪保持电路

【11】8-bit逐次逼近A/D转换器

【12】通过1路模拟输出实现DAC增益

实验电路图：

PCF8591的ADC电路：

PCB图：
2维

3维

部分代码：
main.c

#include    //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include  //包含NOP空指令函数_nop_();
#include

#define AddWr 0x90   //写数据地址
#define AddRd 0x91   //读数据地址

sbit Sda=P2^0;       //定义总线连接端口
sbit Scl=P2^1;

bit ADFlag;          //定义AD采样标志位

void mDelay(unsigned char j);      //延时程序
void Init_Timer1(void);            //初始化定时器1
void Start(void);                  //启动IIC总线   通信方式
void Stop(void);                   //停止IIC总线
void Ack(void);                    //应答IIC总线
void NoAck(void);                  //非应答IIC总线
void Send(unsigned char Data);     //发送一个字节
unsigned char Read(void);          //读入一个字节并返回
unsigned char ReadADC(unsigned char Chl); //读取AD模数转换的值，有返回值
void DAC(unsigned char Data); //DAC输出

void main()
{
	unsigned int ADtemp,ADtemp1;//定义中间变量
	InitLcd();
	mDelay(20);
	Init_Timer1();
	while(1)
	{ 
		DAC(255);  //DA输出0，灯灭
		mDelay(20);     //延时用于清晰看出变化
		if(ADFlag)      //定时采集输入模拟量
		{
			DAC(0);     //输出高，灯亮
			ADFlag=0;   //标志位置0
			
			ADtemp1=ReadADC(0); //读取通道1
			TempData[0]=(2*ADtemp1)/50;   //处理0通道电压显示
			TempData[1]=(2*ADtemp1)%50/10;
		
			ADtemp=ReadADC(1); //读取通道2
			TempData[2]=(ReadADC(1)*2)/50;//处理1通道电压显示
			TempData[3]=((ReadADC(1)*2)%50)/10;

			ADtemp=ReadADC(2); //读取通道3
			TempData[4]=(ReadADC(2))/50;//处理1通道电压显示
			TempData[5]=((ReadADC(2))%50)/10;
			
			ADtemp=ReadADC(3); //读取通道4
			TempData[6]=(ReadADC(3))/50;//处理1通道电压显示
			TempData[7]=((ReadADC(4))%50)/10;
  		
			disp();  //显示
		}
	}
}



//初始化定时器1
void Init_Timer1(void)
{
	TMOD |= 0x10;			     
	TH1=0xff;  //
	TL1=0x00;
	EA=1;                 
	ET1=1;                  
	TR1=1;  
}

//定时器中断程序
void Timer1_isr(void) interrupt 3
{
	static unsigned int j;  //静态变量，只初始化一次
	TH1=0xfb;		//重新赋值
	TL1=0x00;
	j++;
	if(j==200)
    {
		j=0;
		ADFlag=1;  //定时置位AD采样标志位
	} 
}

//读取AD模数转换的值，有返回值
unsigned char ReadADC(unsigned char Chl)
{
	unsigned char Data;
	Start();        //写入芯片地址
	Send(AddWr);
	Ack();
	Send(0x40|Chl);//写入选择的通道，Chl的值分别为0、1、2、3，分别代表1-4通道
	Ack();
	Start();
	Send(AddRd);    //读入地址
	Ack();
	Data=Read();    //读数据
	Scl=0;
	NoAck();
	Stop();
	return Data;   //返回值
}

1602.h

#include
#include
#include

//1602引脚
sbit RS = P1^0; //Pin4
sbit RW = P1^1; //Pin5
sbit E  = P2^5; //Pin6

#define Data  P0    //数据1602数据传送端口

unsigned char TempData[8];

unsigned char  SecondLine[]="                ";//初始化位空的字符串，在读取回来AD值以后填充
unsigned char  FirstLine[] ="                ";//初始化位空的字符串，在读取回来AD值以后填充

/******************************************************************/
void DelayMs(unsigned char ms)//delay Ms
{
 while(--ms)
   {
     DelayUs(250);
     DelayUs(250);
	 DelayUs(250);
	 DelayUs(250);
   }
}
void WriteCommand(unsigned char c)
{
	 DelayMs(5);//short delay before operation
	 E=0;
	 RS=0;
	 RW=0;
	 _nop_();
	 E=1;
	 Data=c;
	 E=0;
}
void WriteData(unsigned char c)
{
	 DelayMs(5);   //short delay before operation
	 E=0;
	 RS=1;
	 RW=0;
	 _nop_();
	 E=1;
	 Data=c;
	 E=0;
	 RS=0;
}


//显示变量
void ShowString (unsigned char line,char *ptr)//显示变量
{
 unsigned char l,i;
 l=line<<4;
 for (i=0;i<16;i++)
  ShowChar (l++,*(ptr+i));//循环显示16个字符
}

//LCD初始化
void InitLcd()
{
	 DelayMs(15);
	 WriteCommand(0x38); //display mode
	 WriteCommand(0x38); //display mode
	 WriteCommand(0x38); //display mode
	 WriteCommand(0x06); //显示光标移动位置
	 WriteCommand(0x0c); //显示开及光标设置
	 WriteCommand(0x01); //显示清屏
}

//1602显示
void disp(void)
{
	//第一行
	FirstLine[2]='0'+TempData[0]; //把通道1电压的整数部分存入FirstLine[]数组
	FirstLine[3]='.';             //存入 .
	FirstLine[4]='0'+TempData[1]; //把通道1电压的小数部分存入FirstLine[]数组
	FirstLine[6]='V';             //存入 V 符号

	FirstLine[9] ='0'+TempData[2];
	FirstLine[10]='.';
	FirstLine[11]='0'+TempData[3];
	FirstLine[13]='V';

	 //第二行
	 SecondLine[2]='0'+TempData[4];
	 SecondLine[4]='0'+TempData[5];
	 SecondLine[3]='.';
	 SecondLine[6]='V';

	 SecondLine[9]='0'+TempData[6];
	 SecondLine[11]='0'+TempData[7];
	 SecondLine[10]='.';
	 SecondLine[13]='V';

     //显示字符串
	 ShowString(0,FirstLine);  //第一行显示FirstLine[]字符串
	 ShowString(1,SecondLine); //第二行显示SecondLine[]字符串
}