单片机实验--实验指导书.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除实验项目 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：I2C总线输入/输出端；SCL：I2C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；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、A2、A2，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 控制字节图5-3 PCF8591控制字节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”。2. 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：4. 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：6. 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“File-New”，如下图：9. 显示如下的文件编辑框，如下图所示：10. 点击菜单中的“File-Save”，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“保存”按钮，返回文件编辑界面，并编辑如下的AD转换程序：#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 IIc_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;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();SDA=0;SCL=0;SDA=0;void check_ACK()SDA=1;SCL=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=indata1;unsigned char IICreceiveByte(void)unsigned char n=8;unsigned char tdata=0;while(n-)SDA=1;SCL=1;tdata=tdata0;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(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：14. 则显示如下的对话框：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：17. 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：19. 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 Excutable”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： 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：3. 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 bdata IIc_ERROR;sbit beep=P15;void iic_start()SDA=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();SDA=0;SCL=0;SDA=0;void check_ACK()SDA=1;SCL=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;LS1