51单片机AD模数转换（SPI通信）

一、AD/DA介绍

            AD(AnalogtoDigital):模拟-数字转换，将模拟信号转换为计算机可操作的数字信号，DA (Digital to Analog) :数字-模拟转换，将计算机输出的数字信号转换为模拟信号
        AD/DA转换打开了计算机与模拟信号的大门，极大的提高了计算机系统的应用范围，也为模拟信号数字化处理提供了可能。

二、硬件电路模型

        AD转换通常有多个输入通道，用多路选择开关连接至AD转换器，以实现AD多路复用的目的，提高硬件利用率；AD/DA与单片机数据传送可使用并口(速度快、 原理简单)，也可使用串口(接线少、使用方便)；可将AD/DA模块直接集成在单片机内，这样直接写入/读出寄存器就可进行AD/DA转换， 单片机的I0口可直接复用为AD/DA的通道 。

 三、AD/DA原理待定学习

四、XPT2046

AD/DA性能指标

        指AD/DA数字 量的精细程度，通常用位数表示。例如，对于5V电源系统来说, 8位的AD可将5V等分为256份，即数字量变化最小-个单位时，模拟量变化5V/256=0.01953125V,所以，8位AD的电压分辨率为0.01953125V, AD/DA的位数越高， 分辨率 就越高。
        转换速度: 表示AD/DA的最大采样/建立频率，通常用转换频率或者转换时间来表示，对于采样/输出高速信号，应注意AD/DA的转换速度。
        可将AD/DA模块直接集成在单片机内，这样直接写入/读出寄存器就可进行AD/DA转换， 单片机的I0口可直接复用为AD/DA的通道 。

XPT2046时序，采用SPI方式通信

DIN——MISO——主设备输入、从设备输出

DOUT——MOSI——主设备输出，从设备输入

        起始位——第一位，即 S 位。控制字的首位必须是 1，即 S＝ 1。在 XPT2046 的 DIN 引脚检测到起始位前，所有的输入将被忽略。

        地址——接下来的 3 位（ A2、 A1 和 A0）选择多路选择器的现行通道（见表 3、表 4 和图 6），触摸屏驱动和参考源输入。

       MODE——模式选择位，用于设置 ADC 的分辨率。 MODE＝ 0，下一次的转换将是 12 位模式；MODE＝ 1，下一次的转换将是 8 位模式。

      SER/ DFR位控制参考源模式，选择单端模式（ SER/DFR ＝ 1），或者差分模式（ SER/DFR ＝ 0）。在X坐标、 Y坐标和触摸压力测量中，为达到最佳性能，首选差分工作模式。参考电压来自开关驱动器的电压。在单端模式下，转换器的参考电压固定为VREF相对于GND引脚的电压（更详细的说明，见表 3 和表 4，图 5 和图 8）。采用单端模式时，X- Y-接地。

       PD0 和 PD1——表 5 展示了掉电和内部参考电压配置的关系。 ADC 的内部参考电压可以单独关闭或者打开，但是，在转换前，需要额外的时间让内部参考电压稳定到最终稳定值；如果内部参考源处于掉电状态，还要确保有足够的唤醒时间。 ADC 要求是即时使用，无唤醒时间的。另外还得注意，当 BUSY 是高电平的时候，内部参考源禁止进入掉电模式。 XPT2046 的通道改变后，如果要关闭参考源，则要重新对 XPT2046 写入命令。即PD1为1是内部参考电压2.5V,，PD1为0是外部参考电压VREF。

 五、代码

XPT2046.c

#include 

//引脚定义
sbit XPT2046_CS=P3^5;
sbit XPT2046_DCLK=P3^6;
sbit XPT2046_DIN=P3^4;
sbit XPT2046_DOUT=P3^7;

/**
  * @brief  ZPT2046读取AD值
  * @param  Command 命令字，范围：头文件内定义的宏，结尾的数字表示转换的位数
  * @retval AD转换后的数字量，范围：8位为0~255，12位为0~4095
  */
unsigned int XTP2046_ReadAD(unsigned char Command)//指令包括选择的通道，分辨率8、12位，参考电压，单端模式
{
	unsigned int ADVAlue=0;
	unsigned char i;
	XPT2046_DCLK=0;
	XPT2046_CS=0;
	
	for(i=0;i<8;i++)//发送指令
	{
		XPT2046_DIN=Command&(0x80>>i);//高位在前，先发送高位
		XPT2046_DCLK=1;
		XPT2046_DCLK=0;		
	}
	for(i=0;i<16;i++)//读取AD数据
	{
		XPT2046_DCLK=1;
		XPT2046_DCLK=0;		
		if(XPT2046_DOUT){ADVAlue|=(0x8000>>i);}//高位在前，一共读16位，但只有前12位有效，后四位用0填充	
	}
	XPT2046_CS=1;
	if(Command&0x08)//根据模式选择8位还是12位
	{
			return ADVAlue>>8;//当8位时，读取到的数据是高八位，因此要往后移8位才是真实数据
	}
  else
	{
		  return ADVAlue>>4;//当12位时，有效数据是12位，后四位都是无效数据，因此往后移4位是真实数据
	}
}

main.c 

#include 
#include "LCD1602.h"
#include "Delay.h"
#include "XPT2046.h"

unsigned int ADVAlue;

void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"ADJ NTC RG");
	while(1)
	{
		ADVAlue=XTP2046_ReadAD(XTP2046_XP_8);//读取AIN0，可调电阻
		LCD_ShowNum(2,1,ADVAlue,4);           //显示AIN0
		ADVAlue=XTP2046_ReadAD(XTP2046_YP_8);//读取AIN1，热敏电阻
		LCD_ShowNum(2,6,ADVAlue,4);           //显示AIN1
		ADVAlue=XTP2046_ReadAD(XTP2046_VBAT_8);//读取AIN2，光敏电阻
		LCD_ShowNum(2,11,ADVAlue,4);            //显示AIN2
		Delay(10);
	}
}