基于STC12C5A60S2系列1T 8051单片机的模数芯片ADC0832实现模数转换应用

STC12C5A60S2系列1T 8051单片机管脚图

STC12C5A60S2系列1T 8051单片机I/O口各种不同工作模式及配置

STC12C5A60S2系列1T 8051单片机I/O口各种不同工作模式介绍

模数芯片ADC0832介绍

通过模数芯片ADC0832把电压模拟量转化为电压数字量

#include <stc12c5a60s2.h>
#define uchar unsigned char//自定义无符号字符型为uchar
#define uint unsigned int//自定义无符号整数型为uint 
#define NixieTubeSegmentCode P0//自定义数码管段码为单片机P0组引脚
#define NixieTubeBitCode P2//自定义数码管位码为单片机P2组引脚
//#define KeyPressDeshakeTime 10//自定义按键按下消抖时间为10ms
//#define KeyLongPressDelayTime 500//自定义按键长按延时时间为500ms
//#define KeyLongPressIntervalChangeTime 25//自定义按键长按间隔变化时间为25ms
//uchar AddKeyLockFlag;//声明增加按键锁定标志位变量
//uchar DecKeyLockFlag;//声明减少按键锁定标志位变量
//uchar KeyNumber = 0;//定义按键键值为0
//uchar AddKeyLongPressAddIntervalTime;//声明增加按键长按连增间隔时间变量
//uchar DecKeyLongPressDecIntervalTime;//声明减少按键长按连减间隔时间变量
//uchar NumberValue;//声明数字量变量
//uint AddKeyPressDelayTime;//声明增加按键按下延时时间变量
//uint DecKeyPressDelayTime;//声明减少按键按下延时时间变量
uchar Code NixieTubeBitCodeArray = [0xfe,0xfd,0xfb,0xf7];//定义共阴数码管位码数组变量
uchar NixieTubeDisplayDataArray[0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,0xf7,0xfc,0xb9,0xde,0xf9,0xf1,0x40,0x00];//定义共阴数码管显示0~F、0~F带小数点数据及符号“—”及熄灭数组变量
uchar NixieTubeCacheDataArray[];//定义数码管缓存数据数组变量
uint OutPutVoltage;//声明输出电压变量
uint AnalogFilterOutPutVoltage;//声明模拟滤波后输出电压变量
//uint Timer0TimeCount;//声明定时器0定时计数变量
//sbit AddKey = P2^0;//位定义增加按键为单片机P2.0引脚
//sbit DecKey = P2^1;//位定义减少按键为单片机P2.1引脚
sbit ADC0832CS = P1^0;//位定义ADC0832片选变量为P1.0端口
sbit ADC0832CLK = P1^1;//位定义ADC0832时钟变量为P1.1端口
sbit ADC0832DI = P1^2;//位定义ADC0832数据输入变量为P1.2端口
sbit ADC0832DO = P1^2;//位定义ADC0832数据输出变量为P1.2端口
 void ADC0832Init()//ADC0832初始化函数
{
  ADC0832CS = 1;//ADC0832片选变量置高电平
  ADC0832CLK = 0;//ADC0832时钟变量置低电平
  ADC0832DI = 1;//ADC0832数据输入变量置高电平
 }
 void ADC0832Change()//ADC0832转化函数
{
  uchar AnalogDataResult1;//声明高位先移模拟数据变量
  uchar AnalogDataResult2;//声明低位先移模拟数据变量
  ADC0832CS = 0;//ADC0832片选端口拉低电平
  ADC0832CLK = 0;//ADC0832时钟变量置低电平
  ADC0832DI = 1;//ADC0832数据输入变量置高电平
  _nop_();//
  ADC0832CLK = 1;//ADC0832时钟变量置高电平 第一个脉冲 启动A/D转换
  _nop_();//
  ADC0832CLK = 0;//ADC0832时钟变量置低电平
  ADC0832DI = 1;//ADC0832数据输入变量置高电平 第二个脉冲输入 表示单端输入
  _nop_();//
  ADC0832CLK = 1;//ADC0832时钟变量置高电平
  _nop_();//
  ADC0832CLK = 0;//ADC0832时钟变量置低电平
  ADC0832DI = 0;//ADC0832数据输入变量置低电平 第三个脉冲输入 表示单端输入通道0
  _nop_();//
  ADC0832CLK = 1;//ADC0832时钟变量置高电平
  _nop_();//
  ADC0832CLK = 0;//ADC0832时钟变量置低电平
  ADC0832DO = 1;//ADC0832数据输出变量置高电平 准备接收数据
  for(i = 0;i < 8;i++)//高位先移模拟数据变量的八位二进制数移位循环取输出模拟数据变量的八位二进制数
 {
   ADC0832CLK = 1;//ADC0832时钟变量置高电平
   _nop_();//
   ADC0832CLK = 0;//ADC0832时钟变量置低电平
   AnalogDataResult1 = AnalogDataResult1 << 1 ;//高位先移模拟数据变量的八位二进制数左移一位 高位先出
   if(ADC0832D0 == 1)//判断ADC0832数据输出变量是否为1
  {
    AnalogDataResult1 = AnalogDataResult1 | 0x01;//高位先移模拟数据变量的八位二进制数中取到二进制数1的运算
   }
  for(i = 0;i < 8;i++)//低位先移模拟数据变量的八位二进制数移位循环取输出模拟数据变量的八位二进制数
 {
   ADC0832CLK = 1;//ADC0832时钟变量置高电平
   _nop_();//
   ADC0832CLK = 0;//ADC0832时钟变量置低电平
   AnalogDataResult2 = AnalogDataResult2 >> 1;//低位先移模拟数据变量的八位二进制数右移一位 低位先出
   if(ADC0832D0 == 1)//判断ADC0832数据输出变量是否为1
  {
    AnalogDataResult2 = AnalogDataResult2 | 0x80;//低位先移模拟数据变量的八位二进制数中取到二进制数1的运算
    ADC0832CLK = 1;//ADC0832时钟变量置高电平
    _nop_();//
    ADC0832CLK = 0;//ADC0832时钟变量置低电平
   } 
  }
  ADC0832CLK = 1;//ADC0832时钟变量置高电平
  ADC0832CS = 1;//ADC0832片选变量置高电平
  ADC0832DI = 1;//ADC0832数据输入变量置高电平
  return (AnalogDataResult1 == AnalogDataResult2) ? AnalogDataResult1 : 0;//判断低位先移模拟数据变量包含的数据是否等于高位先移模拟数据变量包含的数据 若相等 返回低位先移模拟数据变量或高位先移模拟数据变量包含的数据 否则 返回0
 }
 /****
 void KeyScan()//按键扫描函数 该函数放在定时器定时1ms的中断函数中扫描
{
  if(AddKey)//如果增加按键没按下或弹起
 {
   AddKeyLockFlag = 0;//增加按键锁定标志位清0
   AddKeyPressDelayTime = 0;//增加按键按下延时时间清0
  }   
  else if(!AddKeyLockFlag)//如果增加按键锁定标志位置1 即增加按键按下
 {
   AddKeyPressDelayTime++;//增加按键按下延时时间自加
   if(AddKeyPressDelayTime > KeyPressDeshakeTime)//如果增加按键按下延时时间大于按键按下消抖时间
  {
    AddKeyPressDelayTime = 0;//增加按键按下延时时间清0
    KeyNumber = 1;//按键键值置1 此处是单击增加 可赋给swicth()语句中的变量来对数值单击增加
    AddKeyLockFlag = 1;//增加按键锁定标志位置1
   }
  }
  else if(AddKeyPressDelayTime < KeyLongPressDelayTime)//如果增加按键按下延时时间小于按键长按延时时间
 {
   AddKeyPressDelayTime++;//增加按键按下延时时间自加
  }
  else//如果增加按键按下延时时间大于按键长按延时时间
 {
   AddKeyLongPressAddIntervalTime++;//增加按键长按连增间隔时间自加
   if(AddKeyLongPressAddIntervalTime > KeyLongPressIntervalChangeTime)//如果增加按键长按连增间隔时间大于按键长按间隔变化时间
  {
    AddKeyLongPressAddIntervalTime = 0;//增加按键长按连增间隔时间清0
    KeyNumber = 1;//按键键值置1 此处是连击增加 可赋给swicth()语句中的变量来对数值连击增加
   }
  }   
  if(DecKey)//如果减少按键没按下或弹起
 {
   DecKeyLockFlag = 0;//减少按键锁定标志位清0
   DecKeyPressDelayTime = 0;//减少按键按下延时时间清0
  }   
  else if(!DecKeyLockFlag)//如果减少按键锁定标志位置1 即减少按键按下
 {
   DecKeyPressDelayTime++;//减少按键按下延时时间自加
   if(DecKeyPressDelayTime > KeyPressDeshakeTime)//如果减少按键按下延时时间大于按键按下消抖时间
  {
    DecKeyPressDelayTime = 0;//减少按键按下延时时间清0
    KeyNumber = 2;//按键键值置2 此处是单击减少 可赋给swicth()语句中的变量来对数值单击减少
    DecKeyLockFlag = 1;//减少按键锁定标志位置1
   }
  }
  else if(DecKeyPressDelayTime < KeyLongPressDelayTime)//如果减少按键按下延时时间小于按键长按延时时间
 {
   DecKeyPressDelayTime++;//减少按键按下延时时间自加
  }
  else//如果减少按键按下延时时间大于按键长按延时时间
 {
   DecKeyLongPressDecIntervalTime++;//减少按键长按连减间隔时间自加
   if(DecKeyLongPressDecIntervalTime > KeyLongPressIntervalChangeTime)//如果减少按键长按连减间隔时间大于按键长按间隔变化时间
  {
    DecKeyLongPressDecIntervalTime = 0;//减少按键长按连减间隔时间清0
    KeyNumber = 2;//按键键值置2 此处是连击减少 可赋给swicth()语句中的变量来对数值连击减少
    }
   }
 }
 ****/
 /****
 void NumberValueSet()//数字量数值设置函数
{
  switch(KeyNumber)//按键类型筛选位
 {
   case 1 ://增加按键单击、长按触发位
           NumberValue++;//数字量数值自加
           if(NumberValue > 255)//如果数字量数值大于255 为啥数字量数值变量NumberValue取255来比较？由于数字量数值变量NumberValue要计入DAC0832转换器 而DAC0832转换器是八位寄存器 最大只能计入255 因此数字量数值变量NumberValue取255来比较
          {
            NumberValue = 255;//数字量数值等于255
           }
           KeyNumber = 0;//按键键值清0
           break;//跳出
   case 2 ://减少按键单击、长按触发位
           NumberValue--;//数字量数值自减
           if(NumberValue < 0)//如果数字量数值小于0
          {
            NumberValue = 0;//数字量数值清0
           }
           KeyNumber = 0;//按键键值清0
           break;//跳出
   default:break;//跳出
  }
 }
 ****/
 void NixieTubeDisplayDataSplit()//数码管显示数据分解函数
{
  uchar NixieTubeQianWei,NixieTubeBaiWei,NixieTubeShiWei,NixieTubeGewei;//声明数码管千位、百位、十位、个位变量
  NixieTubeQianWei = AnalogFilterOutPutVoltage / 1000 ;//数码管千位分解
  NixieTubeBaiWei = AnalogFilterOutPutVoltage / 100 % 10;//数码管百位分解
  NixieTubeShiWei = AnalogFilterOutPutVoltage / 10 % 10 ;//数码管十位分解
  NixieTubeGeWei = AnalogFilterOutPutVoltage % 10 ;//数码管个位分解
  NixieTubeCacheDataArray[0] = NixieTubeQianWei + 15;//数码管千位显示带小数点数据
  NixieTubeCacheDataArray[1] = NixieTubeBaiWei;//数码管百位显示数据
  NixieTubeCacheDataArray[2] = NixieTubeShiWei;//数码管十位显示数据
  NixieTubeCacheDataArray[3] = NixieTubeGeWei;//数码管个位显示数据
 }
 void NixieTubeDisplayData()//数码管显示数据函数  
{  
  static uchar i = 0;//定义静态数码管位变化变量
  switch(i)//数码管位变化筛选
 {
   case 0 ://数码管千位显示
           NixieTubeSegmentCode = 0x00;//数码管段码消影
           NixieTubeSegmentCode = NixieTubeDisplayDataArray[NixieTubeCacheDataArray[0]];//数码管千位的段码显示
           NixieTubeBitCode = NixieTubeBitCodeArray[0];//数码管千位码显示
           i++;//数码管位变化自加1
           break;//跳出
   case 1 ://数码管百位显示
           NixieTubeSegmentCode = 0x00;//数码管段码消影
           NixieTubeSegmentCode = NixieTubeDisplayDataArray[NixieTubeCacheDataArray[1]];//数码管百位的段码显示
           NixieTubeBitCode = NixieTubeBitCodeArray[1];//数码管百位码显示
           i++;//数码管位变化自加1
           break;//跳出 
   case 2 ://数码管十位显示
           NixieTubeSegmentCode = 0x00;//数码管段码消影
           NixieTubeSegmentCode = NixieTubeDisplayDataArray[NixieTubeCacheDataArray[2]];//数码管十位的段码显示
           NixieTubeBitCode = NixieTubeBitCodeArray[2];//数码管十位码显示
           i++;//数码管位变化自加1
           break;//跳出
   case 3 ://数码管个位显示
           NixieTubeSegmentCode = 0x00;//数码管段码消影
           NixieTubeSegmentCode = NixieTubeDisplayDataArray[NixieTubeCacheDataArray[3]];//数码管个位的段码显示
           NixieTubeBitCode = NixieTubeBitCodeArray[3];//数码管个位码显示
           i = 0;//数码管位变化清0
           break;//跳出
   default:break;//跳出
  }
 }  
/*****关于8051系列单片机定时器溢出率和定时器初值(定时计数初值)之间计算的知识点*****/ 
/****
一、定时器溢出率计算公式
1、定时器溢出率：定时器每秒溢出的次数
2、定时器溢出率计算公式表
    定时方式            分频方式                      公式
方式1：16位定时器  12分频（即12T 默认值）   Ft=晶振频率/12/(65536-定时器初值)
方式2：8位定时器   12分频（即12T 默认值）   Ft=晶振频率/12/(256-定时器初值)
方式1：16位定时器      1分频（即1T）       Ft=晶振频率/1/(65536-定时器初值)
方式2：8位定时器       1分频（即1T）       Ft=晶振频率/1/(256-定时器初值)
二、定时器初值(定时计数初值)计算公式
    定时方式            分频方式                      公式
方式1：16位定时器   12分频（即12T 默认值）  定时器初值(定时计数)=65536-晶振频率/12*定时时间
方式2：8位定时器    12分频（即12T 默认值）  定时器初值(定时计数)=256-晶振频率/12*定时时间
方式1：16位定时器       1分频（即1T）      定时器初值(定时计数)=65536-晶振频率*定时时间
方式2：8位定时器        1分频（即1T）      定时器初值(定时计数)=256-晶振频率*定时时间
****/
 void Timer0Init()//定时器0的16位定时模式1用12分频定时1ms初始化函数 晶振为12MHz
{
  AUXR &= 0x7f;//设定定时器/计数器模式为12T
  TMOD &= 0xf0;//设定定时器/计数器工作模式清0
  TMOD |= 0x01;//设定定时器/计数器为定时器 工作模式为16位定时器0模式1
  TH0 = 0xfc;//设定定时器0高8位初值 
  TL0 = 0x18;//设定定时器0低8位初值
  TF0 = 0;//定时器0溢出中断标志位清0
  ET0 = 1;//打开定时器中断开关
  EA = 1;//打开定时器中断总开关
  TR0 = 1//打开定时器0开关
 } 
 void Timer0() interrupt 1//定时器0的16位定时模式1用12分频定时1ms中断函数 晶振为12MHz
{
  TR0 = 0;//关定时器0开关
  /****
  Timer0TimeCount++;//定时器0定时计数自加
  if(Timer0TimeCount >= 10)//10ms时间到
 {
   Timer0TimeCount = 0;//定时器0定时计数清0
   DAC0832Change(NumberValue);//DAC0832转化函数 
  }
  ****/
  //KeyScan();//按键扫描函数
  NixieTubeDisplayData();//数码管显示数据函数  
  TH0 = 0xfc;//设定定时器0高8位初值
  TL0 = 0x18;//设定定时器0低8位初值
  TR0 = 1;//开定时器0开关
 } 
 void main()//主函数
{
  uchar AnalogDataResult;//声明模拟数字结果变量
  uchar AnalogSamplingCount;//声明模拟采样计数变量
  uint AnalogFilterVoltage;//声明模拟滤波电压变量
  Timer0Init();//定时器0的16位定时模式1用12分频定时1ms初始化函数 晶振为12MHz
  ADC0832Init();//ADC0832初始化函数
  //NumberValueSet();//数字量数值设置函数
  while(1)//主循环
 {
   AnalogDataResult = ADC0832Change();//ADC0832转化函数转化的模拟数据赋给模拟数据变量 
   OutPutVoltage = (AnalogDataResult*1.0*5/255)*1000;//输出电压计算公式 5是基准电压5V 255是模数芯片ADC0832内部八位模拟转换寄存器储存的最大数值 为啥乘以1000？ 由于输出电压是用四位数码管来显示 需要乘以1000来把输出电压变成四位数在四位数码管上分解显示出来
   AnalogFilterVoltage = AnalogFilterVoltage + OutPutVoltage;//模拟滤波电压变量
   AnalogSamplingCount++;//模拟采样计数变量自加1
   if(AnalogSamplingCount >= 8)//模拟采样计数变量计8次
  {
    AnalogFilterOutPutVoltage = AnalogFilterVoltage >> 3;//模拟滤波电压变量右移三位 表示模拟滤波电压变量除以8取平均滤波后的输出电压
    AnalogSamplingCount = 0;//模拟采样计数变量清0
    AnalogFilterVoltage = 0;//模拟滤波电压变量清0  
   }
   NixieTubeDisplayDataSplit()//数码管显示数据分解函数
  }
 }