PIC单片机A/D转换数据存储以及串口效率

2020-02-07来源: eefocus关键字:PIC单片机  A  D转换  数据存储  串口效率

PIC 单片机A/D 转换后的数据通常需要占用两个8 位宽的RAM 单元, 而PIC 单片机的存储单元有限,因此造成了单片机的存储单元不能被有效利用, 同时通过串口向上位机传送数据时也需要花费较多的时间。


为此提出一种数据打包的方法, 使得相同的数据量占用较少的存储空间, 并可提高传输效率。


引言


在由单片机和PC 机构成的检测系统中, 通常会由多个单片机采集数据并将经过A/D 转换的数据通过串口送往上位PC 机进行数据处理。PIC 单片机A/D 转换后的结果大多是8 位或10 位的, 8 位的A/D转换不涉及该问题。以10 位的数据为例, 在单片机内进行存储时需要占用2 个8 位的字节, 低8 位和高2位分别存储在2 个字节中, 但是用于存储高位数据的8 位宽的RAM 单元中仅有2 位是有效数据。


单片机的存储空间有限, 以PIC16F877 单片机为例, RAM 数据存储器按功能分为通用寄存器和特殊功能寄存器两个部分, 除去特殊功能寄存器外, 仅有368 个8 位宽的RAM 单元, 单片机能够存储的数据量很有限。假设将每次A/D 转换的数据直接存储, 每个数据都要占用2 个字节, 理想状态下也只能存储184 个数据; 假设需要存储100 个A/D 转换的数据, 就要占用200 个字节的单元, 这样的存储方式并未将单片机的存储空间充分利用, 同时, 如果将A/D 转换后的数据通过串口直接上传, 串口就要向上传送200 帧的数据, 有效传输速率比较低, 没有充分利用数据帧中的数据位。为此,本文提出如下方法将A/D 转换后的数据先进行处理后再存储或上传。


1程序设计思路


以10 位的A/D 转换为例, 可以将A/D 转换的结果暂存在a[size] 中, 然后把数组a 中的数据一位一位地取出, 把低8 位和高8 位拆开分别存放, 低8 位存放在数组b 中, 高8 位存放在数组c 中, 由于高8 位的数据中只有2 位是有效数据, 我们可以把有效数据取出组合成一个新的数据存放, 当上传数据后再用相反的方法解码, 把数据恢复到原先的状态。这样对于10 位的A/D 转换来说可以节省3/8 的空间, 需要向上位机传送的数据也会比较少, 数据传输时间仅为原来的5/8。


2采用C 语言编写的程序


本文采用PIC16F877 单片机进行试验。其中定义i、h、j、n、m 为int8, a[size] 为int16 的数组, 用于暂存A/D 转换的结果; b[number]、c[number]、d[number] 是int8 的数组。程序原文如下:


vo idconvert ()


{


h= j;


for ( i= 0 ; i< size ; i+ + )


{


b[h+i]= a[i];


c[i] = (a[i]>> 8)&0x03;


j++ ;


}


m= n;


for ( i= 0 ; i< size/4 ; i+ + )


{


d[m+i]= (c[4*i]<< 2) |c[4*i+ 1 ];


d[m+i]= (d[m+i]<< 4) |(c[4*i+ 2 ]<< 2) ;


d[m+i]= d[m+i]|c[4*i+3];


n++ ;


}


}


程序首先利用一个for 循环将A/D 转换后的数据拆开, 将低8 位存放在数组b 中, 高2 位暂时存放在数组c 中。由于数组c 中的8 位二进制数据都是仅有低2 位是有效数据, 所以第二个for 循环将c[i]、c[i+1]、c[i+2]、c[i+3]中的2 位有效数据取出, 按照由低到高的顺序重新组合成一个8 位的二进制数,放入数组d, 构成一个新的数组。这样A/D 转换结果由原来用数组a 表示变成了由数组b 表示低8 位、数组d 表示高2 位的状态。


程序中的h、j、n、m 用于记录最后转换的数据存储在数组的位置, 在下一次转换的时候, 数据可以接在上一次的数据后面, n 和j 在主程序中convert ( ) 被调用之前首先被赋值为0。


3结论


根据以上程序, 我们可以按照类似的方法把12 位的A/D 转化结果进行组合, 将12 位的A/D 转换结果拆成低8 位和高4 位, 再将2 个高4 位重新组合成一个8 位的二进制数存储, 这样对于12 位的A/D 转化结果可以节省1/4 存储空间, 缩短1/4 传输时间。


该程序的执行时间仅为990us, 相对于数据的传输时间是很小的。在单片机空间小的情况下, 以程序的执行时间来换取单片机的存储空间是值得的。同时又能有效地缩短数据的上传时间, 提高有效数据的传输速率。但是在数据量较少的时候, 比如只有1 个A/D 转换的数据, 这样做反而会耗费时间、降低效率。

关键字:PIC单片机  A  D转换  数据存储  串口效率 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/mcu/ic487499.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:PIC单片机各功能模块介绍
下一篇:关于PIC单片机之探讨低功耗

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

PIC单片机入门_MPLAB 集成开发环境和 MPASM编译器
1.七大汇编指令1.1 #INCLUDE语法:  #include “文件名.*” 或<文件名.*> 或无括号 或 引号示例:   #INCLUDE p12f675.inc1.2 #DEFINE用于定义变量和分配初始值;用户友好的名字被分配给常数,寄存器 ,管脚名等. 使程序易读;例:   #DEFINE MYCONSTANT H’5A’1.3 _ _CONFIG设置配置位1.4 ORG语法: ORG   <address>例: ORG 0x0000描述:  定义起始地址(0x0000).1.5 EQU语法:  &nbs
发表于 2020-03-09
PIC单片机入门_MPLAB 集成开发环境和 MPASM编译器
PIC单片机的第一个例程
今天白天在网上找软件找了好久,在官网下了MPLAB,和PICC还要注册比较麻烦。今天用的软件Protues仿真的。 第一个程序点亮一盏灯,电路很简单。下面贴出程序。 #include <pic.h>//包含头文件int main(void){    TRISB=0x00;//PortB方向寄存器,PortB为输出         while(1)    {         
发表于 2020-03-09
PIC单片机存储器拓展
择备用电池顶替上,改为备用电池供电,确保感应水龙头能正常工作不受影响。英锐恩开发芯片PIC16F684是Microchip的8位单片机产品,其功能特性主要有以下几点:增强中程核心,49个指令,16个堆栈级别具有自读写功能的FLASH程序存储器96 LCD段驱动支持内32 MHz振荡器集成电容mTouch传感模块综合温度指示器MI2C,SPI,EUSART W/AUTOW3 ECCP和2 CCP(增强/捕获比较PWM)可选电压基准的比较器14路电压基准10b模数转换器25 mA源/槽电流I/O四个8位定时器(TMR 0/TMR 2/TMR 4/TMR 6)一个16位定时器(TMR 1)扩展看门狗定时器(EWDT)增强型断电复位棕色复位
发表于 2020-03-08
如何在PIC单片机的GPIO引脚上生成PWM信号
T_OFF, 如上所示。T_OFF = T_TOTAL – T_ON鉴于这些公式,我们可以开始编程PIC单片机。该程序涉及PIC定时器模块 和PIC ADC模块 ,根据POT的ADC值,根据变化的占空比创建PWM信号。编程PIC在GPIO引脚上生成PWM在本节中,让我们了解程序的实际编写方式。像所有程序一样,我们首先设置配置位。我已经使用了memory views选项为我设置它。// CONFIG#pragma config FOSC = HS        // Oscillator Selection bits (HS oscillator)#pragma config WDTE
发表于 2020-03-08
如何在PIC单片机的GPIO引脚上生成PWM信号
PIC单片机的新开发环境--MPLAB X IDE
自从学习pic单片机开始所有的历程全部是以MPLAB  IDE为编译环境,然MPLAB  IDE即便是最新的版本在win7 64位下运行也会出现挂载不上picc编译器的情况,这就导致了作为初学者的我选择了更换电脑系统的下下策。我安装了win7 32位系统,首先说32位系统会吞掉将近一个多G的内存分配给显卡,而且32位系统最多识别4个G的内存所以家内存条也解决不了问题,也就是说实际电脑使用的时候能用到的内存只有2个多G,这将对我们电脑的工作产生非常大的影响。于是我在网上搜罗发现Microchip公司推出的新版本的编译环境MPLAB X IDE是可以在windows7-10之间畅游的,所以便打起了这个家伙的主意
发表于 2020-03-05
PIC单片机之硬件仿真的配置字问题
注意:本实验的芯片是PIC24FJ256DA210,用到的开发环境是:MPLAB IDE v8.92   编译工具是xc16-gcc.exePIC单片机在硬件仿真的时候如果配置字配置不好,会出现不能仿真的后果,会有下面提示:PK3Err0040: The target device is not ready for debugging.Please check your configuration bit settings and programthe device before proceeding.如下图:这时候我的配置字是这样的:        _CONFIG1
发表于 2020-03-04
PIC单片机之硬件仿真的配置字问题
小广播
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved