PCF8591 AD/DA转换基于51
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了PCF8591 AD/DA转换基于51相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
#include <reg52.h> #include<intrins.h> //内部有_nop_(); //IIC模拟时序实现 //注意：SCL为高电平时变化SDA数据是起始或者终止信号；所以若不是起始或者终止信号，需要在SCL为低电平时变化SDA数据 sbit SDA = P2^0; sbit SCL = P2^1; sbit LED = P2^3; sbit wei = P2^6; sbit duan = P2^7; unsigned char num = 0; unsigned char TEMP=0,flag=0; unsigned char code table[] = "i get value: --" ; unsigned char code duan_table[] = 0x3F, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71; //void delay(unsigned char t) // // unsigned char i,j; // for(i = t; i > 0; i --) // for(j = 110; j > 0; j --); // void T1_Init() EA = 1;//打开总中断 // ET1 = 1;//T1定时器中断打开 ,不屏蔽掉串口会一直发 ,像flag==1里出不来了 TMOD = 0x20;//8位初值自动重装 TH1 = 0xfd; TL1 = 0xfd; TR1 = 1; //启动定时器 void SCON_Init() SM0 = 0; SM1 = 1;//10bit REN = 1;//允许串行口接收数据 ES = 1; void delay3us() _nop_(); _nop_(); _nop_(); void delayms(unsigned int t) unsigned int i,j; for(i = t; i > 0; i --) for(j = 250; j > 0; j --); void start() SDA = 1;//scl=1写在SDA=1后面 delay3us(); delay3us(); SCL = 1;////scl=1写在SDA=1后面，若是不这么做的话，万一SDA=1之前SDA是0就变成命令信号了 delay3us();//SCL = 1需延时至少4.7us delay3us(); SDA = 0; delay3us();//SDA = 0;SCL = 1需延时至少4us delay3us(); SCL = 0;//释放SCL delay3us(); void stop() SDA = 0; delay3us(); delay3us(); SCL = 1; delay3us();//SCL = 1;SDA = 0需要至少延时4.7us delay3us(); SDA = 1; delay3us();//SCL = 1;SDA = 1需要至少延时4.7us delay3us(); // SDA = 0; //这一句如果写了就是在SCL=1时变化了SDA void ack() SCL = 0; SDA = 1; delay3us(); SDA = 0; //SDA先清零，让SCL = 1，等最少4us，看SDA数据线是否被接收设备拉低了，拉低表示接收设备应答了 delay3us();//如果不写上面的SDA = 0；万一是SDA = 1,下面SCL = 1，之后等待SDA被接收设备拉低，会出现，SCL=1时SDA拉低了，变成了起始信号了 SCL = 1; //SCL=1，等接收设备拉低SDA表示应答 delay3us(); delay3us(); SCL = 0;//释放总线 delay3us(); delay3us(); SDA = 1;//[可写可不写该句X]必须要写，这里不明白 void noack() SCL = 0; SDA = 0; delay3us(); SDA = 1; delay3us(); SCL = 1; delay3us(); delay3us(); SCL = 0;//释放总线 delay3us(); delay3us(); SDA = 0;//可写可不写 //字节写入 void write_byte(unsigned char byte) unsigned char tmp_i,tmp_byte; tmp_byte = byte; //启动信号发出后，便发出控制字，看start函数里SDA,SCL最后状态下笔 for(tmp_i = 0; tmp_i < 8; tmp_i ++) SCL = 0;//START函数里末尾也是SCL=0，应该可以不用写，但是循环所以建议写 //scl=0 时可以变化SDA数据 tmp_byte <<= 1;//高位先移，移出数据会进入PSW寄存器CY内 // delay3us(); SDA = CY; delay3us(); SCL = 1;//数据停止变化，并保持一段时间 delay3us(); delay3us(); SCL = 0;//释放总线 delay3us(); //字节读取 unsigned char read_byte() unsigned char i,byte; for(i = 0; i < 8; i ++) SCL = 0; //应答之后读取数据，看ack内部最后SDA,SCL状态 byte <<= 1;//高位先移出，高位就先移入。ack函数内部，SCL是低电平的，这里循环所以再写一下 // delay3us(); byte |= SDA; //scl = 0从SDA获取数据，这里处理可能需要延时，防止时间太短 delay3us(); SCL = 1; //数据停止变化，并保持一段时间 delay3us(); delay3us(); // byte |= SDA; //SCL为高并延时了至少4.7us，SDA稳定了，再处理数据亦可 SCL = 0;//释放总线 delay3us(); return byte; //unsigned char read_byte() // // unsigned char i,byte; // for(i = 0; i < 8; i ++) // // SCL = 1; //数据停止变化，并保持一段时间 // delay3us(); // delay3us(); // byte <<= 1;//高位先移出，高位就先移入。ack函数内部，SCL是低电平的，这里循环所以再写一下 // byte |= SDA; //SCL为高并延时了至少4.7us，SDA稳定了，再处理数据亦可 // // SCL = 0; //应答之后读取数据，看ack内部最后SDA,SCL状态 // delay3us(); //// byte |= SDA; //scl = 0从SDA获取数据，这里处理可能需要延时，防止时间太短 //// delay3us(); // // // // SCL = 0;//释放总线 // // delay3us(); // return byte; // //单字节写入数据到指定地址 void write_data(unsigned char add,unsigned char val) start(); write_byte(0xae); ack(); write_byte(add); ack(); write_byte(val); ack(); stop(); //单字节读取 unsigned char read_data(unsigned char add) unsigned char val=0; start(); write_byte(0xae); ack(); write_byte(add); ack(); start(); write_byte(0xaf); ack(); val = read_byte(); noack(); stop(); return val; //将数字值转换成模拟量输出函数 void DAC_convert(unsigned char val) start(); write_byte(0x90); ack(); write_byte(0x40); ack(); write_byte(val); ack(); stop(); // write_byte(0x01); // ack(); //模数转换函数 unsigned char ADC_convert() unsigned char temp_val; start(); write_byte(0x90); ack(); write_byte(0x00); ack(); start(); write_byte(0x91); ack(); temp_val = read_byte(); ack(); temp_val = read_byte(); noack(); stop(); return temp_val; void display() unsigned char numv=0; numv = ADC_convert(); wei = 1; P0 = 0xfe; wei = 0; duan = 1; P0 = duan_table[numv/100]; duan = 0; delayms(1); P0 = 0XFF; wei = 1; P0 = 0xfd; wei = 0; duan = 1; P0 = duan_table[(numv%100)/10]; duan = 0; delayms(1); P0 = 0XFF; wei = 1; P0 = 0xfb; wei = 0; duan = 1; P0 = duan_table[(numv%100)%10]; duan = 0; delayms(1); P0 = 0XFF; void main() T1_Init(); SCON_Init(); while(1) display(); if(flag == 1) ES = 0; for(num = 0; num < 15; num ++) SBUF = table[num]; while(!TI); TI = 0; SBUF = ADC_convert(); while(!TI); TI = 0; flag = 0; ES = 1; void usart1() interrupt 4 RI = 0; // TEMP = SBUF;//接收到数据存储到TEMP中 flag = 1;
AD采样时序（类似）：
并将转换发送到串口进行观察
Arduino和C51开发光敏传感器
技术：51单片机、Arduino、光敏传感器、PCF8591、AD/DA转换
概述
本文介绍了如何接收传感器的模拟信号和如何使用PCF8591 AD/DA转换模块对光敏传感器的模拟信号进行转换。讲述了51单片机和Arduino如何读取模拟信号，并通过串口实时显示出来。
详细
一、光敏传感器
光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光敏传感器中最简单的电子器件是光敏电阻，它能感应光线的明暗变化，输出微弱的电信号，通过简单电子线路放大处理，可以控制LED灯具的自动开关。
模块使用说明
-
光敏电阻模块对环境光线最敏感，一般用来检测周围环境的光线的亮度，触发单片机或继电器模块等；
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模块在环境光线亮度达不到设定阈值时，DO 端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，DO端输出低电平；
-
DO 输出端可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光线亮度改变；
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小板模拟量输出 AO 可以和 AD 模块相连，通过 AD 转换，可以获得环境光强更精准的数值.
二、C51单片机串口显示光照强度
光敏传感器的AO引脚输出的是模拟信号，而51单片机内部没有AD/DA转换器，不能接收模拟信号，只能接收到数字信号，所以我们需要一个能够进行AD/DA转换的模块，这里我选择了PCF8591模块来进行AD转换。
PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591 具有 4 个模拟输入、1 个模拟输出和 1个串行 I2C 总线接口。PCF8591 的 3 个地址引脚 A0, A1 和 A2 可用于硬件地址编程，允许在同个 I2C 总线上接入8个PCF8591 器件，而无需额外的硬件。在 PCF8591 器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向 I2C 总线以串行的方式进行传输。（简单的说：可以实现4路 模拟输入，1路模拟输出，具体功能看模块使用说明）
硬件连接： 
PCF8591的使用会涉及到I2C总线，程序中也要加入对I2C的操作，Pcf8591SendByte()来选择使用PCF8591 模块的哪一路输入（这里选择AIN0）
void Pcf8591SendByte(uchar channel)
{
I2C_Start(); //开始I2C总线
I2C_SendByte(WRITEADDR); //发送写器件地址
I2C_SendByte(0x40|channel); //发送控制寄存器
I2C_Stop();
}
uchar Pcf8591ReadByte() //读取值
{
uchar num;
I2C_Start();
I2C_SendByte(READADDR); //发送读器件地址
num=I2C_ReadByte(); //读取数据
I2C_Stop(); //结束总线
return num;
}
void main()
{
uint adNum;
float value;
UsartInit();
while(1)
{
Pcf8591SendByte(0); //使用通道0 (可选择通道0-3)光敏传感器A0连接PCF8591传感器的AIN0
/*adNum一定是0到255之间的一个数，因为pcf8591是8位的AD/DA芯片，所以输出的范围为00000000
到11111111，即0到255*/
adNum=Pcf8591ReadByte(); //读出数值
value = adNum;
value=100.0 - value*100.0/255.0; //把光敏值转换为0-100的数值，这里255.0可更改
//（根据实际测试value最暗值）
printf("light:");
printf("%.2f
",value); //打印数据到串口
delay1s();
}
}
打开串口调试助手，获取光照强度值:
三、Arduino串口显示光照强度
Arduino内部有AD/DA转换器，所以接收模拟信号会变得非常容易操作。
硬件连接： 
代码如下：
#define light A5 //定义模拟口A5
float Intensity = 0;//光照度数值
void setup() //初始化
{
Serial.begin(9600);//设置波特率9600
}
void loop()//程序主体循环
{
Intensity = analogRead(light); //读取模拟口AD5的值，存入Intensity变量
//Intensity = 100.0 - Intensity / 6.7;//VCC接3.3V时，Intensity最高为670,最低为0
Intensity = 100.0 - Intensity / 10.23;//VCC接5V时，Intensity最高为1023,最低为0
Serial.print("Intensity = "); //串口输出"Intensity = "
Serial.print(Intensity); //串口输出Intensity变量的值
Serial.print("%
");
delay(1000); //延时1s
}
串口读取到的光照强度值如下图:
四、总结
本文实现51单片机和Arduino串口显示光照强度，介绍了光敏传感器和PCF8591 AD/DA转换模块的使用方法，如果你对模拟信号和数字信号还不怎么了解，我建议你先去学下。学完了这个，建议去读取其他传感器的模拟信号，具体实现方法是一样的。
五、项目结构图
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以上是关于PCF8591 AD/DA转换基于51的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
4.8 51单片机-PCF8591(ADC/DAC)转换芯片
4.8 51单片机-PCF8591(ADC/DAC)转换芯片
STC的51单片机自带有AD转换，和PCF8591T AD芯片相比的话，哪个更好一些？