51单片机AD和DA实验

内容：

  用单片机、数模0832、模数0809，可变电阻实现0 ~ 5v电压输出，或者选择电压调节器（如果有该器件），数模转换实验，将可变电阻分压后的电压值，应用数码管显示，保留小数点后2位。模数转换实验，输出的幅值0~5v的方波，三角波，锯齿波（-5V ~ 5V），应用示波器进行显示。

环境：

   MDK-ARM V5.21a、Proteus 8.6

Proteus原理图

   方波（out输出0~5V，out1输出-5 V ~5V，考虑到反相器，两个输出波形相位差180°）：

   三角波（out输出0~5V，out1输出-5 V ~5V）

   锯齿波（out输出0~5V，out1输出-5 V ~5V）

   P34按下后，进入ADC转换，模拟电压量在数码管上显示。

主要元器件：

DEVICES	说明
7SEG-MPX8-CC-BLUE	八位共阴数码管
8255A	可编程并行接口芯片
ADC0808	模数转换芯片
DAC0832	模数转换芯片
74HC573	锁存器
74LS373	锁存器
AT89C51	MCU
BUTTON	按键
CAP	普通电容
CAP-ELEC	电解电容
CRYSTAL	晶振
RES	电阻
RESPACK-8	排阻

  51单片机的P0口做IO口使用时是漏极开路输出，其引脚一般需要在片外接一定阻值的上拉电阻，此时端口不存在高阻抗的悬浮状态，因此它是一个准双向口。同时，P0口每一位的驱动能力是P1~P3口的两倍，每位可以驱动8个LSTTL（Low-power Schottky TTL，即低功耗肖特基TTL）输入，89C51等单片机任何一个端口想要获得较大的驱动能力，必须采用低电平输出。
  时钟晶体振荡频率为$$f_{osc}=11.0592MHZ$$
  时钟周期相当于$$T_{osc}=\frac{1}{f_{osc}}\approx 90.42ns$$
  复位电路的话通过给89C51等单片机的复位引脚RST加上大于2个机器周期的高电平（即24个时钟振荡周期）就可以使单片机复位。

KEIL工程：

  1.DAC0832的输出电压Vo与输入数字量B的关系是(采用的基准电压为-5V)：
$$V_o=-\frac{(B\ast V_{REF})}{256}$$
  2.两路0~5V的被测电压分别加到ADC0809的IN0和IN1通道，进行A/D转换，两路输入电压的大小可通过手动调节RV1和RV2来实现。通过鼠标滚轮来放大虚拟电压表的图标，可清楚地看到输入电压的测量结果。
  3.ADC0809采用的基准电压为+5V,转换所得结果二进制数字addata所代表的电压的绝对值为addata5V/256,而若将其显示到小数点后两位，不考虑小数点的存在(将其乘以100),其计算的数值为: (addata 100/256)5V≈addata1.96 V。控制小数点显示在左边第2、6位数码管上，即为实际的测量电压。
  4.使用功能键(P3^4)选择工作模式：当为高电平时，为DAC工作模式，数字量转模拟量，在示波器显示;当为低电平时为ADC工作模式，模拟量转数字量，在数码管显示。目前，单片机开机后只能切换一次模式，再返回原来模式要重启，待改进。
  5.鉴于51单片机的端口可能不够，我采用了82C55芯片来进行端口扩展,设置PA口为输入，其他口（PB、PC高四位、PC低四位）全为输出。

  头文件以及宏定义等：

3536373839404142434445464748495051525354555657

  主函数：

int main(void)
{
	while(1)
	{
		while(Func==1)
		{
			if(dacflag==0)
			{
				DAC_Init();
				dacflag=1;
			}
			scanKey();//数字量转模拟量，在示波器显示-DAC
		}
		while(Func==0)
		{
			if(adcflag==0)
			{
				ADC_Init();
				adcflag=1;
			}
			Gain();	  //模拟量转数字量，在数码管显示-ADC
			Display(0,8);
		}

		
	}
}
123456789101112131415161718192021222324252627

  初始化及子函数：

void DAC_Init()
{
	time=0;
	DAC_CS_WR=0;
	DAC_PORT=0;
	mode=0;
	freq=100;	//默认频率100Hz
	AM=255;		//最大幅度
	
	TMOD &= 0xF0;	//设置定时器模式
	TMOD |= 0x02;	//设置定时器模式
	TL0 = 0x9C;		//设置定时初值
	TH0 = 0x9C;		
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
	EA = 1;         //开总中断
	ET0 = 1;        //开定时器0中断
}
void ADC_Init(void)		
{
	//EA = 0;        		//关闭定时器
	rst_8255=1;			//reset_8255
	delayms(1);
	rst_8255=0;
	COM8255=0x90;      	//方式0,PA输入  PC高四位/PB/PC低四位全输出
}
void Timer0Work() interrupt 1 //中断服务函数
{

	switch(mode)
	{
	    case K_SQU:squ_wave((u8)((time*freq/100)%100));break;  //计算出波的位置
		case K_TRI:tri_wave((u8)((time*freq/100)%100));break;
		case K_SAW:saw_wave((u8)((time*freq/100)%100));break;
	}
	time++;
	if(time>=100)//计数100次
		time=0;
}

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940

  显示、数据处理函数等：

void Display(u8 FirstBit,u8 Num)
{
	static u8 i=0;
	PB8255=0xff;		//位码消隐
	PC8255=0x00;		//段码消隐
	
	PB8255=Weima[i+FirstBit];		//位码数据,从数码管从左到右的第一位开始对应
	if(i==1||i==5)
	{
		PC8255=TempData[i]+128;	//段码数据
	}
	else
		PC8255=TempData[i];		//段码数据
	//delayms(1);
	i++;
	if(i==Num)
		i=0;
}
void Gain(void)
{
	START=0;
	add_a=0; 				//采集第一路信号
	add_b=0;
	add_c=0;
	START=1; 				//根据时序图启动ADC0808的AD程序
	START=0;
	OE=1;					//转换结果允许输出
 	addata=PA8255;
	addata=addata*1.96;	 	//根据AD原理将采得的二进制数转换成可读的电压
	OE=0;	
	
	START=0;
	add_a=1; 				//采集第二路信号
	add_b=0;
	add_c=0;
	START=1; 				//根据时序图启动ADC0808的AD程序
	START=0;
	OE=1;					//转换结果允许输出
 	addata1=PA8255;
	addata1=addata1*1.96;	//根据AD原理将采得的二进制数转换成可读的电压
	OE=0;
	Display(0,8);	//防止断帧
    TempData[3]=Duanma[addata%10];	 //显示到数码管上
	TempData[2]=Duanma[addata/10%10];
    TempData[1]=Duanma[addata/100%10];
	TempData[0]=Duanma[addata/1000];
	Display(0,8);	//防止断帧
	TempData[7]=Duanma[addata1%10];	 //显示到数码管上
	TempData[6]=Duanma[addata1/10%10];
    TempData[5]=Duanma[addata1/100%10];
	TempData[4]=Duanma[addata1/1000];
	
}
void scanKey(void)
{
	if(K1==0)
	{
		mode=1;
	}
	if(K2==0)
	{
		mode=2;
	}
	if(K3==0)
	{
		mode=3;
	}
}

void squ_wave(u8 location)//方波函数
{
	
	if(location<50){
		DAC_PORT=AM;
	}
	else{
		DAC_PORT=0x00;
	}
}

void tri_wave(u8 location)//三角波函数
{
	u8 y;
	if(location<50)
		y=(50-location)*AM/50;
	else
		y=(location-50)*AM/50;
	DAC_PORT=y;
}

void saw_wave(u8 location)//锯形波函数
{
	DAC_PORT=location*AM/100;
}

void delayms(u16 j)
{
	u8 i;
	for(;j>0;j--)
	{
		i=250;
		while(--i);
		i=249;
		while(--i);
	}
}