AD转换

1.AD转换就是模拟信号转数字信号

2.我们使用的芯片是：xpt2046

原理图：我们使用的是AIN0



3.引脚的含义：



4.命令字的含义：



5.操作时序：



代码：来源于普中科技单片机教程
void SPI_Write(uchar dat)
{
	uchar i;
	CLK = 0;
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		DIN = dat >> 7;  	//放置最高位
		dat <<= 1;
		CLK = 0;			//上升沿放置数据

		CLK = 1;

	}
}

uint SPI_Read(void)
{
	uint i, dat=0;
	CLK = 0;
	for(i=0; i<12; i++)		//接收12位数据
	{
		dat <<= 1;

		CLK = 1;
		CLK = 0;

		dat |= DOUT;

	}
	return dat;	
}

uint Read_AD_Data(uchar cmd)
{
	uchar i;
	uint AD_Value;
	CLK = 0;
	CS  = 0;
	SPI_Write(cmd);
	for(i=6; i>0; i--); 	//延时等待转换结果
	CLK = 1;	  //发送一个时钟周期，清除BUSY
	_nop_();
	_nop_();
	CLK = 0;
	_nop_();
	_nop_();
	AD_Value=SPI_Read();
	CS = 1;
	return AD_Value;	
}

/**************************************************************************************
*		              电位器AD实验												  *
实现现象：下载程序后数码管后4位显示电位器检测的AD值，范围是0-4095，一般达不到最大，这个受
			你供电电压的影响.
注意事项：如果不想让点阵模块显示，可以将74HC595模块上的JP595短接片拔掉。																				  
***************************************************************************************/

#include "reg52.h"			 //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
#include"XPT2046.h"	

typedef unsigned int u16;	  //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;

sbit LSA=P2^2;
sbit LSB=P2^3;
sbit LSC=P2^4;

u8 disp[4];
u8 code smgduan[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : delay
* 函数功能		   : 延时函数，i=1时，大约延时10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
	while(i--);	
}

/*******************************************************************************
* 函数名         :datapros()
* 函数功能		 :数据处理函数
* 输入           : 无
* 输出         	 : 无
*******************************************************************************/
void datapros()
{
	u16 temp;
	static u8 i;
	if(i==50)
	{
		i=0;
		temp = Read_AD_Data(0x94);		//   AIN0 电位器，8bit模式
	}
	i++;
	disp[0]=smgduan[temp/1000];//千位
	disp[1]=smgduan[temp%1000/100];//百位
	disp[2]=smgduan[temp%1000%100/10];//个位
	disp[3]=smgduan[temp%1000%100%10];		
}


/*******************************************************************************
* 函数名         :DigDisplay()
* 函数功能		 :数码管显示函数
* 输入           : 无
* 输出         	 : 无
*******************************************************************************/
void DigDisplay()
{
	u8 i;
	for(i=0;i<4;i++)
	{
		switch(i)	 //位选，选择点亮的数码管，
		{
			case(0):
				LSA=0;LSB=0;LSC=0; break;//显示第0位
			case(1):
				LSA=1;LSB=0;LSC=0; break;//显示第1位
			case(2):
				LSA=0;LSB=1;LSC=0; break;//显示第2位
			case(3):
				LSA=1;LSB=1;LSC=0; break;//显示第3位	
		}
		P0=disp[3-i];//发送数据
		delay(100); //间隔一段时间扫描	
		P0=0x00;//消隐
	}		
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{	
	while(1)
	{
		datapros();	 //数据处理函数
		DigDisplay();//数码管显示函数		
	}		
}

AD转换常常遇到这样一种情况，就是AD转换时常常发现只转换了一次，要按复位键，采集到的数据才有变化.这是因为，你的OE（AD0809）置为1之后，便没有将它拉低，  OE——输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据，并不能将OE与VCC相连，这样是不行的，这样只采集了一次.其它的AD芯片也是一样的，比如AD0832

最近用了一个模拟的火焰传感器，很不好用，于是用0832芯片作了AD转换，加了串口显示，方便调试。

先给出0832的工作资料

 

 

 ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。ADC083X是市面上常见的串行模—数转换器件系列。ADC0831、ADC0832、ADC0834、ADC0838是具有多路转换开关的8位串行I/O模—数转换器，转换速度较高（转换时间32uS），单电源供电，功耗低（15mW），适用于各种便携式智能仪表。本章以ADC0832为例，介绍其使用方法。

    ADC0832是8脚双列直插式双通道A/D转换器，能分别对两路模拟信号实现模—数转换，可以用在单端输入方式和差分方式下工作。ADC0832采用串行通信方式，通过DI 数据输入端进行通道选择、数据采集及数据传送。8位的分辨率（最高分辨可达256级），可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。

    ADC0832 具有以下特点：

· 8位分辨率；

· 双通道A/D转换；

· 输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；

· 5V电源供电时输入电压在0~5V之间；

· 工作频率为250KHZ，转换时间为32μS；

· 一般功耗仅为15mW；

· 8P、14P—DIP（双列直插）、PICC 多种封装；

· 商用级芯片温宽为0°C to +70°C，工业级芯片温宽为-40°C to +85°C；



图3 ADC0832引脚图

芯片接口说明：

· CS_ 片选使能，低电平芯片使能。

· CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。

· CH1 模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。

· GND 芯片参考零电位（地）。

· DI 数据信号输入，选择通道控制。

· DO 数据信号输出，转换数据输出。

· CLK 芯片时钟输入。

· Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）

ADC0832的工作原理：

    正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时使用并与单片机的接口是双向的，所以在I/O口资源紧张时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟（CLK）输入端输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第一个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第二、三个脉冲下沉之前DI端应输入两位数据用于选择通道功能。


			
通道地址
			
			

			
通道
			
			

			
工作方式说明
			
		

			
SGL/DIF
			
			

			
ODD/SIGN
			
			

			
0
			
			

			
1
			
		

			
0
			
			

			
0
			
			

			
+
			
			

			
-
			
			

			
差分方式
			
		

			
0
			
			

			
1
			
			

			
-
			
			

			
+
			
		

			
1
			
			

			
0
			
			

			
+
			
			
 
			

			
单端输入方式
			
		

			
1
			
			

			
1
			
			
 
			

			
+
			
		
表1：通道地址设置表

    如表1所示，当此两位数据为“1”、“0”时，只对CH0 进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当两位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。当两位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1 作为正输入端IN+进行输入。到第三个脉冲的下降之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下降沿开始由DO端输出转换数据最高位Data7，随后每一个脉冲的下降沿DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据Data0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下降沿输出Data0。随后输出8位数据，到第19 个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。时序说明请参照图4。

    作为单通道模拟信号输入时ADC0832的输入电压是0—5V且8位分辨率时的电压精度为19.53mV，即（5/256）V。如果作为由IN+与IN-输入的输入时，可是将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。但值得注意的是，在进行IN+与IN-的输入时，如果IN-的电压大于IN+的电压则转换后的数据结果始终为00H。

ADC0832的工作时序



图4 ADC0832工作时

 

     用的单片机为无AD转换功能的51单片机

 

    程序如下

 

#include<reg52.h>

sbit ADC_CLK=P0^0;

sbit ADC_DI=P0^1;//         DI DO也可用同一引脚，因为IO口双向且DI DO在不同时间使用，互不干扰

sbit ADC_DO=P0^2;

sbit ADC_CS=P0^3;




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



void Delay(unsigned char x)

{

unsigned char i;



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



}



unsigned char ADC0832(void) //把模拟电压值转换成8位二进制数并返回



{



unsigned char i,data_c;



data_c=0;



ADC_CS=0;



ADC_DO=0;//片选,DO为高阻态



for(i=0;i<10;i++)



{;}



ADC_CLK=0;



Delay(2);



ADC_DI=1;



ADC_CLK=1;



Delay(2); //第一个脉冲，起始位



ADC_CLK=0;



Delay(2);



ADC_DI=1;



ADC_CLK=1;



Delay(2); //第二个脉冲,DI=1表示双通道单极性输入



ADC_CLK=0;



Delay(2);



ADC_DI=1;



ADC_CLK=1;



Delay(2); //第三个脉冲,DI=1表示选择通道1(CH2)


ADC_CLK=0;//



ADC_DI=0;



ADC_DO=1;//DI转为高阻态,DO脱离高阻态为输出数据作准备



ADC_CLK=1;



Delay(2);



ADC_CLK=0;



Delay(2);//经实验,这里加一个脉冲AD便能正确读出数据,



//不加的话读出的数据少一位(最低位d0读不出)



for (i=0; i<8; i++)



{



ADC_CLK=1;



Delay(2);



ADC_CLK=0;



Delay(2);



data_c=(data_c<<1)|ADC_DO;//在每个脉冲的下降沿DO输出一位数据,最终ch为8位二进制数

}



ADC_CS=1;//取消片选 一个转换周期结束



return(data_c);//返回

}

void senddata(unsigned char dat)

{

     SBUF =dat;

     while(!TI);

     TI = 0;

}



void init(void) 

{

    SCON=0x50;           //设定串口工作方式

    PCON=0x00;           //波特率不倍增


    TMOD=0x20;           //定时器1工作于8位自动重载模式, 用于产生波特率

    EA=1;

    ES = 1;              //允许串口中断

    TL1=0xfd;

    TH1=0xfd;             //波特率9600

    TR1=1;        

}

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



  串行中断服务函数



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





void main()

{

unsigned char ss;

init();

while(1)

{

P1= ADC0832();

ss= ADC0832();//观察P1仿真结果变化

senddata(ss/1000+0x30);

senddata(ss%1000/100+0x30);

senddata(ss%100/10+0x30);

senddata(ss%10+0x30);

senddata(0x0d);

senddata(0x0a);

}

}