单片机实验--实验指导书

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1、1实验项目 AD-DA 转换实验【实验目的】1、 学习 I2C 串行总线的工作原理2、 学习 A/D 芯 片 PCF8591 的工作原理3、 学习 C51 编 写 程 序 控 制 AD-DA 转 换【实验内容】1、 学习 I2C 总线的工作方式、寻址方式和数据传输过程；2、 学习 A/D 芯 片 PCF8591 的引脚、电路图及其控制字节的使用；3、 实现给定的程序，学习 AD-DA 转 换 程 序 的 编 写 。4、 完成实习报告【实验原理】1. 连线： JP10 （P0 ）与 JP12 用 8PIN 排线连接。2. I2C 串行总线的工作原理（参考教材第九章第一节） 。3. PCF8591

2、 工作原理：PCF8591 是具有 I2C 总线的接口的 8 位 A/D 及 D/A 转换器。有 4 路 A/D 转换输入，1 路 D/A 模拟输出。也即既可以做 A/D 转换，也可以做 D/A 转换。A/D 转换为逐次比较型。3.1 PCF8591 电路图图 5-1 PCF8591 电路图3.2 引脚说明2图 5-2 PCF8591 引脚图引脚说明：AIN0AIN3：模拟输入信号端A0A2：硬件地址端；Vss、 VDD：输入电压端（2.56V） ；SDA：I 2C 总线输入 /输出端；SCL：I 2C 总线时钟信号输入端；OSC：外部时钟输入/内部时钟输出端；EXT：内部/外部时钟选择输入端

3、；AGND：模拟信号接地端；AOUT：模拟量输出端；VREF：电压参考输入端。3.3 器件总地址PCF8591 采用典型的 I2C 总线接口器件寻址方式，即总线地址由器件地址、引脚地址和方向组成。飞利浦公司规定 A/D 器件的地址都是 1001。引脚地址为 A0、A 2、A 2，其值由用户选择。因此 I2C 总线最多可以连接 222=8 个具有 I2C 总线接口的 A/D 器件。地址的最后一位是方向位，当主控器对A/D 器件进行读操作时为 1，进行写操作时为 0。总线操作时，由器件地址、引脚地址和方向位组成的从地址为主控器发送的第一个字节。3.4 控制字节3图 5-3 PCF8591 控制字节

4、说明控制字节用于实现器件的各种功能。控制字节存放在控制寄存器中。总线操作时，为主控器发出的第二个字节。在进行 A/D 转换数据操作时，首先是主控器发出起始信号，然后发出读寻址字节，被控器做出应答后，主控器从被控器读出第一个数据字节，主控器发出应答，主控器从被控器读出第二个数据字节，主控器发出应答；.，一直到主控器从被控器中读出第 n 个数据字节，主控器发出非应答信号，最后主控器发出停止信号。当进行 D/A 转换时，【实验步骤】1. 单片机开发板的电源与 PC 的 USB 口相连，且在 PC 机上安装必要的软件。具体步骤参见文件夹“软件及其安装说明”中的“单片机实验-软件安装说明书.doc” 。

5、42. 在 KEIL 环境中编写和调试程序，具体操作步骤，请参见附录“步骤一：在 KEIL 环境中编写和调试程序” ；3. 用程序烧录软件，具体操作步骤，请参见附录“实验步骤二：烧录 HEX 程序到单片机开发板中” ；4. 完成实习报告填写工作；【附录】实验步骤一：在 KEIL 环境中编写和调试程序1. 单击桌面上的图标 ，则显示如下的窗口：2. 单击菜单中的“Project”项，则显示如下的弹出菜单：3. 选择其中的“New Project”菜单项，则弹出如下的窗口：54. 在该窗口中，在“保存在（I）：”中选择保存项目的文件夹，同时，在“文件名（N ） ”中键入项目名（注意：项目名最好是英

6、文，而不是汉字；其次，项目名中不能加空格） ，键入项目名后，单击“保存（S） ”按钮，则显示如下的窗口：5. 在“Data base”中选择“ Atmel”项，单击其前面的“+” ，显示如下的选择项，从中选择“AT89C51”,如下图所示：66. 单击上图中的“确定”按钮，显示如下的弹出窗口：7. 选择其中的“是（Y） ”按钮。则新的项目创建成功，如下图显示：8. 单击菜单项中的“FileNew” ，如下图：9. 显示如下的文件编辑框，如下图所示：710. 点击菜单中的“FileSave” ，如下图：11. 则显示如下的对话框：12. 在“文件名（N） ”中键入文件名 ADC.c，然后单击“保

7、存”按钮，返回文件编辑界面，并编辑如下的 AD转换程序：8#include#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define Delay4us() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();sbit SCL=P21;sbit SDA=P20;sbit LS138A=P22; sbit LS138B=P23;sbit LS138C=P24;uchar code tab1=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;bit bdata I

8、Ic_ERROR;uchar temp;void iic_start()SDA=1;SCL=1;Delay4us();SDA=0;Delay4us();SCL=0;void iic_stop()SDA=0;SCL=1;Delay4us();SDA=1;9Delay4us();SCL=0;void slave_ACK(void)SDA=0;SCL=1;Delay4us();SCL=0;SDA=1;void slave_NOACK(void)SDA=1;SCL=1;Delay4us();SDA=0;SCL=0;SDA=0;void check_ACK()SDA=1;SCL=1;IIc_ERROR=

9、0;Delay4us();if(SDA=1)IIc_ERROR=1;SCL=0;10void IICSendByte(unsigned char indata)unsigned char n=8;while(n-)SDA=(bit)(indata&0x80);SCL=1;Delay4us();SCL=0;indata=indata0;x-)for(y=110;y0;y-);void disply(uchar count)uchar bai,shi,ge;bai=count/100;shi=count%100/10;ge=count%10;P0=tab1bai;LS138A=1; LS138B=

10、0;12LS138C=1; delay(5);P0=tab1shi;LS138A=0; LS138B=1;LS138C=1; delay(5);P0=tab1ge;LS138A=1; LS138B=1;LS138C=1; delay(5);void main()P1=0x00;while(1)ADC_PCF8591(0x04);disply(temp);13. 程序输入完成后保存，选中左边窗口中的“Source Group 1”，然后单击鼠标右键，弹出如下的弹出菜单，然后单击其中的“Add Files to Group “Source Group 1 ”，如下图所示：1314. 则显示如下的对

11、话框：15. 选中刚才创建的 ADC.c 文件，然后单击 “Add”按钮。则文件添加成功，显示如下图：16. 然后单击“Close”按钮，关闭添加文件窗口。然后，单击程序编译按钮，如下图显示：1417. 编译结果显示在界面下方的子窗口中，如果程序有错误，则请修改程序直到无误，如下图：18. 选中左边“Project Workspace”窗口中的“Target 1”并单击右键，显示如下的弹出菜单：1519. 选中其中的“Options for Target “Target 1” ，在显示如下图窗口：20. 单击标签页“Output” ，则显示如下：21. 其中， “Name of Excutab

12、le”中是可执行程序的名称；将“Create Hex File”项打勾，然后单击“确定”按钮，并单击图标重新编译文件：22. 则生成 HEX 文件，如下图所示：16实验步骤二：烧录 HEX 程序到单片机开发板中1. 单击文件“PZISP 自动下载软件.exe” ，则显示如下：2. 选择如图所示的芯片类型、波特率；并且单击“打开文件”按钮，选择生成的 HEX 文件，然后单击上图中的“下载程序”按钮，如下图所示：173. 则可执行程序烧录到单片机开发板中。注意：在程序下载前，必须将单片机的电源打开。步骤三，重复上面的步骤一和步骤二，编辑程序完成模数转换程序，C51 源程序名为 DAC.c，程序内容

13、如下：#include#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define Delay4us() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();#define PCF8591 0x90 /PCF8591 地址sbit SCL=P21;sbit SDA=P20;sbit LS138A=P22; sbit LS138B=P23;sbit LS138C=P24;uchar code tab1=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;bit b

14、data IIc_ERROR;sbit beep=P15;void iic_start()18SDA=1;SCL=1;Delay4us();SDA=0;Delay4us();SCL=0;void iic_stop()SDA=0;SCL=1;Delay4us();SDA=1;Delay4us();SCL=0;void slave_ACK(void)SDA=0;SCL=1;Delay4us();SCL=0;SDA=1;void slave_NOACK(void)SDA=1;SCL=1;Delay4us();19SDA=0;SCL=0;SDA=0;void check_ACK()SDA=1;SCL=

15、1;IIc_ERROR=0;Delay4us();if(SDA=1)IIc_ERROR=1;SCL=0;void IICSendByte(unsigned char indata)unsigned char n=8;while(n-)SDA=(bit)(indata&0x80);SCL=1;Delay4us();SCL=0;indata=indata0;x-)for(y=110;y0;y-);void disply(uchar count)uchar bai,shi,ge;bai=count/100;shi=count%100/10;ge=count%10;P0=tab1bai;LS138A=1; LS138B=0;LS138C=1; delay(50);P0=tab1shi;LS138A=0; LS138B=1;21LS138C=1; delay(50);P0=tab1ge;LS138A=1; LS138B=1;LS138C=1; delay(50);void main()uchar flag,val;while(1)disply(val);if(flag=0)val+=5;DACconversion(val);if(val=255)flag=1;elseval-=5;DACconversion(val);if(val=0)flag=0;