单片机+PCF8591实现数字电压表

制作数字电压表（2学时）

一、实验目的：

1. 了解I2C串行总线工作原理及通信协议

2. 了解ADC0804、DAC0832、PCF8591与AT89S51的接口设计

3. 掌握ADC0804、DAC0832、PCF8591的编程方法

4. 能够熟练运用数模转换模块

二、实验要求：

1. 数字电压表：在AT89C52系统中采用PCF8591芯片，测量0-5V范围内的直流电压，并在2位数码管上显示电压值。

三、实验设备：(PROTEUS元件表)

四、实验报告：

1．描述实验过程（重要步骤用屏幕截图表示）。

2．给出在PROTEUS中设计的单片机系统电路图

3．画出程序流程图

4．给出在KEIL中编写的源程序。

5．描述在proteus中仿真运行程序的实验现象

五、实验总结

单片机源程序如下:

/**********************BST-M51实验开发板例程************************

*  平台：BST-M51 + Keil U4 + STC89C52

*  名称：AD串口读取实验

*  公司：深圳市亚博软件开发有限公司      

*  日期：2015-6

*  晶振:11.0592MHZ

******************************************************************/

#include    //包含单片机寄存器的头文件

#include

#define  AddWr 0x90    //PCF8591 地址

// 变量定义

unsigned char AD_CHANNEL=0;

unsigned char  D[32];

unsigned char code table[10]={0xC0,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};   //共阳极数码管0~9显示的数值表

unsigned int data dis[3]={0x00,0x00,0x00};  //用以计算存储输出电压的3元素数组

sbit scl=P2^0;       //I2C  时钟

sbit sda=P2^1;       //I2C  数据

bit ack;                 /*应答标志位*/

sbit C1=P2^6;//数码管位选

sbit C2=P2^7;//数码管位选

sbit Dp=P2^5;//小数点

unsigned char date;

/*******************************************************************

                     起动总线函数              

函数原型: void  Start_I2c();

功能:     启动I2C总线,即发送I2C起始条件.

********************************************************************/

void Start_I2c()

{

  sda=1;         /*发送起始条件的数据信号*/

  _nop_();

  scl=1;

  _nop_();        /*起始条件建立时间大于4.7us,延时*/

  _nop_();

  _nop_();

  _nop_();

  _nop_();   

  sda=0;         /*发送起始信号*/

  _nop_();        /* 起始条件锁定时间大于4μs*/

  _nop_();

  _nop_();

  _nop_();

  _nop_();      

  scl=0;       /*钳住I2C总线，准备发送或接收数据 */

  _nop_();

  _nop_();

}

/*******************************************************************

                      结束总线函数              

函数原型: void  Stop_I2c();

功能:     结束I2C总线,即发送I2C结束条件.

********************************************************************/

void Stop_I2c()

{

  sda=0;      /*发送结束条件的数据信号*/

  _nop_();       /*发送结束条件的时钟信号*/

  scl=1;      /*结束条件建立时间大于4μs*/

  _nop_();

  _nop_();

  _nop_();

  _nop_();

  _nop_();

  sda=1;      /*发送I2C总线结束信号*/

  _nop_();

  _nop_();

  _nop_();

  _nop_();

}

/*******************************************************************

                 字节数据发送函数              

函数原型: void  I2C_SendByte(UCHAR c);

功能:     将数据c发送出去,可以是地址,也可以是数据,发完后等待应答,并对

          此状态位进行操作.(不应答或非应答都使ack=0)   

           发送数据正常，ack=1; ack=0表示被控器无应答或损坏。

********************************************************************/

void  I2C_SendByte(unsigned char  c)

{

unsigned char  i;

for(i=0;i<8;i++)  /*要传送的数据长度为8位*/

    {

     if((c<       else  sda=0;               

     _nop_();

     scl=1;               /*置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位*/

      _nop_();

      _nop_();             /*保证时钟高电平周期大于4μs*/

      _nop_();

      _nop_();

      _nop_();        

     scl=0;

    }

    _nop_();

    _nop_();

    sda=1;                /*8位发送完后释放数据线，准备接收应答位*/

    _nop_();

    _nop_();  

    scl=1;

    _nop_();

    _nop_();

    _nop_();

    if(sda==1)ack=0;   

       else ack=1;        /*判断是否接收到应答信号*/

    scl=0;

    _nop_();

    _nop_();

}

/*******************************************************************

                 字节数据接收函数              

函数原型: UCHAR  I2C_RcvByte();

功能:        用来接收从器件传来的数据,并判断总线错误(不发应答信号)，

          发完后请用应答函数应答从机。

********************************************************************/   

unsigned char   I2C_RcvByte()

{

  unsigned char  retc=0,i;

  sda=1;                     /*置数据线为输入方式*/

  for(i=0;i<8;i++)

      {

        _nop_();         

        scl=0;                  /*置时钟线为低，准备接收数据位*/

        _nop_();

        _nop_();                 /*时钟低电平周期大于4.7μs*/

        _nop_();

        _nop_();

        _nop_();

        scl=1;                  /*置时钟线为高使数据线上数据有效*/

        _nop_();

        _nop_();

        retc=retc<<1;

        if(sda==1)retc=retc+1;  /*读数据位,接收的数据位放入retc中 */

        _nop_();

        _nop_();

      }

  scl=0;   

  _nop_();

  _nop_();

  return(retc);

}

/********************************************************************

                     应答子函数

函数原型:  void Ack_I2c(bit a);

功能:      主控器进行应答信号(可以是应答或非应答信号，由位参数a决定)

********************************************************************/

void Ack_I2c(bit a)

{

  if(a==0)sda=0;              /*在此发出应答或非应答信号 */

  else sda=1;                                                          /*0为发出应答，1为非应答信号 */

  _nop_();

  _nop_();

  _nop_();     

  scl=1;

  _nop_();

  _nop_();                    /*时钟低电平周期大于4μs*/

  _nop_();

  _nop_();

  _nop_();

  scl=0;                     /*清时钟线，住I2C总线以便继续接收*/

  _nop_();

  _nop_();   

}

/************************************************************

* 函数名        : Pcf8591_DaConversion

* 函数功能      : PCF8591的输出端输出模拟量

* 输入          : addr（器件地址），channel（转换通道），value（转换的数值）

* 输出                       : 无

******************* *****************************************/

bit Pcf8591_DaConversion(unsigned char addr,unsigned char channel,  unsigned char Val)

{

   Start_I2c();              //启动总线

   I2C_SendByte(addr);            //发送器件地址

   if(ack==0)return(0);

   I2C_SendByte(0x40|channel);              //发送控制字节

   if(ack==0)return(0);

   I2C_SendByte(Val);            //发送DAC的数值

   if(ack==0)return(0);

   Stop_I2c();               //结束总线

   return(1);

}

/************************************************************

* 函数名        : Pcf8591_SendByte

* 函数功能                            : 写入一个控制命令

* 输入          : addr（器件地址），channel（转换通道）

* 输出                       : 无

************************************************************/

bit PCF8591_SendByte(unsigned char addr,unsigned char channel)

{

   Start_I2c();              //启动总线

   I2C_SendByte(addr);            //发送器件地址

   if(ack==0)return(0);

   I2C_SendByte(0x40|channel);              //发送控制字节

   if(ack==0)return(0);

   Stop_I2c();               //结束总线

   return(1);

}

/************************************************************

* 函数名                     : PCF8591_RcvByte

* 函数功能                 : 读取一个转换值

* 输入          :

* 输出          : dat

************************************************************/

unsigned char PCF8591_RcvByte(unsigned char addr)

{

   unsigned char dat;

   Start_I2c();          //启动总线

   I2C_SendByte(addr+1);      //发送器件地址

   if(ack==0)return(0);

   dat=I2C_RcvByte();          //读取数据0

   Ack_I2c(1);           //发送非应答信号

   Stop_I2c();           //结束总线

   return(dat);

}

/*------------------------------------------------