(带图纸和文档）田老师的pic单片机教案单片机资料
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第四章A/D转换第四章A/D转换 第四章A/D转换第四章A/D转换 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.1 PIC内部A/D转换原理4.1 PIC内部A/D转换原理 4.2 A/D转换主要技术指标和IC16F8774.2 A/D转换主要技术指标和IC16F877 片内ADC模块简介片内ADC模块简介 4.3 编程方法及实例4.3 编程方法及实例 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.1 PIC内部A/D转转换原理 4.1 PIC内部A/D转转换原理 ADC的种类繁多，工作原理各异，但逐次逼近型ADC是应用较多 的类型之一，主要原因为转换速度快、精度高。 ADC的种类繁多，工作原理各异，但逐次逼近型ADC是应用较多 的类型之一，主要原因为转换速度快、精度高。 逐次逼近型ADC是由采样保持电路、电压比较器、逐次逼 近寄存器、数 逐次逼近型ADC是由采样保持电路、电压比较器、逐次逼 近寄存器、数/模转换器DAC和锁存器等部分组成。模转换器DAC和锁存器等部分组成。 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.2 A/D转换器的主要技术指标和PIC16F877片内ADC模 块简介 4.2.1 A/D转换器的主要技术指标 A/D转换器有三个主要的技术指标：转换时间（转换速率）、 分辨率和转换精度。 A/D转换器有三个主要的技术指标：转换时间（转换速率）、 分辨率和转换精度。 1转换时间和转换速率转换时间和转换速率 转换时间是A/D完成一次转换所需要的时间，转换时间的倒 数即为转换速率。 转换时间是A/D完成一次转换所需要的时间，转换时间的倒 数即为转换速率。 2分辨率2分辨率 A/D转换器的量化精度称为分辨率，习惯上用输出二进制位数 或BCD码表示。 A/D转换器的量化精度称为分辨率，习惯上用输出二进制位数 或BCD码表示。 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.2 A/D转换器的主要技术指标和PIC16F877片内ADC模 块简介 3 转换精度 A/D转换器的转换精度定义为一个实际A/D转换器在量化值上的 差值。可用绝对误差或相对误差表示。 A/D转换器的转换精度定义为一个实际A/D转换器在量化值上的 差值。可用绝对误差或相对误差表示。 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.2 A/D转换器的主要技术指标和PIC16F877片内 ADC模块简介 4.2.2 PIC16F877片内ADC模块简介 PIC16F877内部嵌入的ADC模块是10位数字量 精度，共有8个模拟信道。与ADC模块有关的寄 存器比较多，共有11个 PIC16F877内部嵌入的ADC模块是10位数字量 精度，共有8个模拟信道。与ADC模块有关的寄 存器比较多，共有11个 1A/D控制寄存器1A/D控制寄存器 第四章A/D转换第四章A/D转换 A/D转换器开关位，主动参数。 0： 关闭ADC，令其退出工作状态 ，可以不消耗电流； 1： 起用ADC，令其进入工作状态 。 在ADON=1的前提下： 0： A/D转换已经完成（自动清零） 或表示未进行A/D转换； 1： 启动A/D转换过程或表明A/D转换 正在进行。 00：选择系统时钟，频率为fosc/2； 01：选择系统时钟，频率为fosc/8； 10：选择系统时钟，频率为fosc/32； 11：选择内部阻容（RC）振荡器，频率 为fR C 000：选择信道0，RA0AN0； 001：选择信道1，RA1AN1； 010：选择信道2，RA2AN2； 011：选择信道3，RA3AN3； 100：选择信道4，RA4AN4； 101：选择信道5，RE0AN5； 110：选择信道6，RE1AN6； 111：选择信道7，RE2AN7； B7B6B5B4B3B2B1B0 ADCS1ADCS0CHS2CHS1CHS0GO/ DONE-ADON 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.2.2 PIC16F877片内ADC模块简介 . ADC控制寄存器ADCON1 ADFM-PCFG3PCFG 2 PCFG1PCFG0 A/D结果存放格式A/D结果存放格式 第四章A/D转换第四章A/D转换 B7B6B5B4B3B2B1D0 ADFM-PCFG3PCFG2PCFG1PCFG0 0：结果左对齐，ADRESL寄 存器的低6位读作0； 1：结果右对齐，ADRESH寄 存器的高6位读作0 PCFG3-PCFG0: A/D转换引脚功能选择 位。其含义见下面所列 PCFG3-PCFG0: A/D转换引脚功能选择 位。其含义见下面所列 第四章A/D转换第四章A/D转换 PCFG3: PCFG0 AN7 RE2 AN6 RE1 AN5 RE0 AN4 RA5 AN3 RA3 AN2 RA2 AN1 RA1 AN0 RA0 VREF+VREF-CHAN/ REFS 0000AAAAAAAAVDDVss8/0 0001AAAAVref+AAARA3Vss7/1 0010DDDAAAAAVddVss5/0 0011DDDAVref+AAARA3Vss4/1 0100DDDDAAAAVddVss3/0 0101DDDDVref+DAARA3Vss2/1 011xDDDDVref+DAAVddRA20/0 1000AAAADVref-AARA3Vss6/2 1001DDAAVref+AAAVddVss6/0 1010DDAAAAAARA3Vss5/1 1011DDAAVref+Vref-AARA3RA24/2 1100DDDAVref+Vref-AARA3RA23/2 1101DDDDVref+Vref-AARA3RA22/2 1110DDDDDDDAVddVss1/0 1111DDDDVref+Vref-DARA3RA21/2 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.2.2 PIC16F877片内ADC模块简介 3ADC结果寄存器高位结果寄存器高位ADRESH 当ADMF=0时，用于存放A/D转换结果的高8位；如果分辨率只需 要8位的话，这时可以直接从ADRESH中，读出所需要的数据。 当ADMF=0时，用于存放A/D转换结果的高8位；如果分辨率只需 要8位的话，这时可以直接从ADRESH中，读出所需要的数据。 当ADMF=1时，用于存放A/D转换结果的高2位，此时寄存器高6 位读作0。 当ADMF=1时，用于存放A/D转换结果的高2位，此时寄存器高6 位读作0。 4ADC结果寄存器低位结果寄存器低位ADRESL 当ADMF=1时，用于存放A/D转换结果的低8位；当ADMF=1时，用于存放A/D转换结果的低8位； 当ADMF=0时，用于存放A/D转换结果的低2位，此时寄存器低6 位读0。 当ADMF=0时，用于存放A/D转换结果的低2位，此时寄存器低6 位读0。 5方向控制寄存器方向控制寄存器TRISA、TRISE 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.3 编程方法及实例 4.3.1 A/D转换器编程方法4.3.1 A/D转换器编程方法 要使用好ADC模块要先在程序中进行初始化设置。这些设置需 要包含以下的内容： 要使用好ADC模块要先在程序中进行初始化设置。这些设置需 要包含以下的内容： 1设置设置ADC模块端口和数据格式模块端口和数据格式 通过控制寄存器通过控制寄存器ADCON1设置引脚功能为模拟输入信道、参考 电压接入方式、通用数字 设置引脚功能为模拟输入信道、参考 电压接入方式、通用数字I/O引脚和设置转换结果的存放格式。引脚和设置转换结果的存放格式。 2设置设置ADC模块工作方式模块工作方式 通过控制寄存器ADCON0选中某一条模拟输入信道、设定A/D转 换时钟源以及开启A/D转换功能。 通过控制寄存器ADCON0选中某一条模拟输入信道、设定A/D转 换时钟源以及开启A/D转换功能。 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.3 编程方法及实例 4.3 编程方法及实例 4.3.1 A/D转换器编程方法4.3.1 A/D转换器编程方法 3如果需要中断功能，应设置如果需要中断功能，应设置A/D中断使能位中断使能位 清除ADC模块中断标志位ADIF、设置ADC模块中断使能位ADIE=1、 设置中断使能PEIE=1和设置全局中断使能位GIE=1。 清除ADC模块中断标志位ADIF、设置ADC模块中断使能位ADIE=1、 设置中断使能PEIE=1和设置全局中断使能位GIE=1。 4等待所需要的采样时间等待所需要的采样时间 采样时间大约是10-20s。影响采样时间的主要因素之一是模 拟信号源内阻，信号源的最大阻抗不得超过10K。 采样时间大约是10-20s。影响采样时间的主要因素之一是模 拟信号源内阻，信号源的最大阻抗不得超过10K。 5将控制位将控制位GO/DONE置置1，开始，开始A/D转换转换。 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.3 编程方法及实例 4.3 编程方法及实例 4.3.1 A/D转换器编程方法4.3.1 A/D转换器编程方法 6等待等待A/D转换完成，可以通过以下两种方法之一来判断：转换完成，可以通过以下两种方法之一来判断： 方法一：软件循环查询状态位兼控制位GO/DONE是否被硬件自动清0或中断 标志位ADIF是否被硬件自动置位 方法一：软件循环查询状态位兼控制位GO/DONE是否被硬件自动清0或中断 标志位ADIF是否被硬件自动置位。 方法二：等待中断请求。在A/D转换完成后，ADIF位被置位，发出中断请求。方法二：等待中断请求。在A/D转换完成后，ADIF位被置位，发出中断请求。 7读取读取A/D转换结果寄存器对转换结果寄存器对ADRESH，ADRESL； 如果使用中断标志，需要对如果使用中断标志，需要对ADIF清零。清零。 8.如果需要继续转换，根据实际要求重新从第如果需要继续转换，根据实际要求重新从第(2)步或者第步或者第(3)步开始。步开始。 在转换完成后，下一次采样开始前，须加入2T在转换完成后，下一次采样开始前，须加入2Tad ad的等待时间约是3.2s（T 的等待时间约是3.2s（Tad ad 为A/D每位转换时间）。为A/D每位转换时间）。 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.3 编程方法及实例 4.3.2 A/D转换器编程举例4.3.2 A/D转换器编程举例 【4-1】请编写适用于F873的A/D测试程序，实现如下功能：】请编写适用于F873的A/D测试程序，实现如下功能： （1）应用RA0/AN0作为此A/D转换输入信道；（1）应用RA0/AN0作为此A/D转换输入信道； （2）参考电压源（2）参考电压源REF REF选择内部V 选择内部VDD DD和V 和VSS SS； ； （3）A/D转换时钟源选用4MHz振荡器；（3）A/D转换时钟源选用4MHz振荡器； （4）八位数据精度，并将AD结果写入C口。（4）八位数据精度，并将AD结果写入C口。 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.3 编程方法及实例 解：程序清单如下：解：程序清单如下： 参考程序清单参考程序清单 ;8L8ADSY.ASMA/D转换;8L8ADSY.ASMA/D转换 list p=16f873list p=16f873 INCLUDE “P16F873.INC“INCLUDE “P16F873.INC“ ORG 0x000ORG 0x000 NOPNOP BANKSEL ADCON1 ;选择RAM数据存储器体1，等价于BSF STATUS，RP0BANKSEL ADCON1 ;选择RAM数据存储器体1，等价于BSF STATUS，RP0 MOVLW B00000000;选定RA5/AN4为模拟输入，结果格式为左对齐MOVLW B00000000;选定RA5/AN4为模拟输入，结果格式为左对齐 MOVWF ADCON1;参考电压源REF选择内部VDD和VSSMOVWF ADCON1;参考电压源REF选择内部VDD和VSS CLRF TRIS;设C口为输出CLRF TRIS;设C口为输出 BANKSEL ADCON0 ;选择RAM数据存储器体0，等于BCF STATUS，RP0BANKSEL ADCON0 ;选择RAM数据存储器体0，等于BCF STATUS，RP0 MOVLW B01100001;设置时钟源8Tosc，使能ADC，AN0信道被选中MOVLW B01100001;设置时钟源8Tosc，使能ADC，AN0信道被选中 MOVWF ADCON0MOVWF ADCON0 第四章A/D转换第四章A/D转换 4.3 编程方法及实例 CLRF PORTC ; 对C口清0CLRF PORTC ; 对C口清0 AtoDAtoD NOP;为了保证采样时间，通常，应该插入20靤以上的NOP;为了保证采样时间，通常，应该插入20靤以上的 NOP ;时间延迟或者安排一段有相当长度的应用程序。NOP ;时间延迟或者安排一段有相当长度的应用程序。 BSF ADCON0,GO ;GO位置1，开始A/D转换BSF ADCON0,GO ;GO位置1，开始A/D转换 ADWAIT:ADWAIT: BTFSC ADCON0,GO;在A/D转换完成后，GO位将被清0BTFSC ADCO
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