PIC16F877单片机的应用--A/D转换器

winnie

PIC16F877单片机片内有８路１０位Ａ／Ｄ转换器，引脚②～⑤为ＡＮ０～ＡＮ３、⑦～⑩为ＡＮ４～ＡＮ７。ＭＰＬＡＢ－ＩＣＤ的实验板上16F877单片机的ＲＡ０口接了一只供有电压的１０ｋΩ电位器，在Ｄ口（ＲＤ０～ＲＤ７）接了８只ＬＥＤ，如附图所示。笔者用１６Ｆ８７７ Ａ／Ｄ转换通道其中一路作Ａ／Ｄ转换，以说明Ａ／Ｄ转换编写程序的方法和在线调试及编程。
    在附图中，笔者把Ｒ６的可变输出（电压模拟量）端接到ＲＡ０／ＡＮ０作为模拟量输入；用Ｄ口（ＲＤ０～ＲＤ７）的８只ＬＥＤ显示Ａ／Ｄ转换的结果（按二进制显示）。
    一、 建立Ａ／Ｄ转换源程序的要点  编写１０位的一路Ａ／Ｄ转换程序看似简单，但对初学者却有一定难度，因为编写Ａ／Ｄ转换程序时，要熟练使用ＰＩＣ１６Ｆ８７７内部的多个特殊功能寄存器。附表列出了与Ａ／Ｄ转换有关的部分特殊功能寄存器。在Ａ／Ｄ转换器中未用到的寄存器位以空白表示。
    １．Ａ／Ｄ引脚控制寄存器ＡＤＣＯＮ１  ＡＤＣＯＮ１的ｂｉｔ０～ｂｉｔ３（ＰＣＦＧ０～ＰＣＦＧ３）为Ａ／Ｄ转换功能选择位，若为１１１０，则表示ＡＮ０（ＲＡ０）通道是模拟量输入，其余通道为数字Ｉ／Ｏ（其他编码功能，请参见书籍介绍）。Ｂｉｔ７（ＡＤＦＭ）为Ａ／Ｄ结果格式选择位，１表示结果右移，０表示结果左移。
    ２．中断标志寄存器ＰＩＲ１  ＰＩＲ１的ｂｉｔ６（ＡＤＩＦ）为Ａ／Ｄ中断标志位，该位为１表示模数转换已完成，为０表示转换未完成。
    ３．Ａ／Ｄ操作控制寄存器ＡＤＣＯＮ０  ＡＤＣＯＮ０的ｂｉｔ０（ＡＤＯＮ）为Ａ／Ｄ转换允许位，该位为１打开Ａ／Ｄ转换器，为０关闭Ａ／Ｄ转换器；ｂｉｔ２（ＧＯ／ＤＯＮＥ）为Ａ／Ｄ转换状态位，该位为１启动Ａ／Ｄ转换，为０表示Ａ／Ｄ转换已完成（Ａ／Ｄ转换完成后该位自动清零）；ｂｉｔ３～ｂｉｔ５为Ａ／Ｄ通道选择位，其值对应于通道号，０００为０通道；ｂｉｔ６～Ｂｉｔ７（ＡＤＣＳ０、ＡＤＣＳ１）为Ａ／Ｄ转换时钟选择，００＝ｆosc／２，０１＝ｆosc／８，１０＝ｆosc／３２，１１＝ｆRC（ＲＣ振荡器）。为正确进行Ａ／Ｄ转换，Ａ／Ｄ转换时钟值不宜选得太小。
    ４．Ａ／Ｄ结果高字节寄存器ＡＤＲＥＳＨ  存放Ａ／Ｄ转换结果的高字节。
    编写Ａ／Ｄ转换的源程序，还会用到ＳＴＡＴＵＳ、ＯＰＴＩＯＮ、ＩＮＴＣＯＮ……寄存器。
    二、PIC16F877单片机A/D转换源程序．ＡＳＭ实例
    笔者编写的Ａ／Ｄ转换源程序清单如下：
            ＬＩＳＴ  Ｐ＝ＰＩＣ１６Ｆ８７７    ；选单片机型号
            ＃ＩＮＣＬＵＤＥ  Ｐ１６Ｆ８７７．ＩＮＣ
            ＯＲＧ     ０                       ；复位矢量
            ＧＯＴＵ   ＳＴＡＲＴ
            ＯＲＧ     Ｄ＇２０＂               ；程序起始
ＳＴＡＲＴ  ＢＣＦ     ＳＴＡＴＵＳ，６
            ＢＳＦ     ＳＴＡＴＵＳ，５         ；选ＢＡＮＫ１
            ＣＬＲＦ   ＴＲＩＳＤ               ；设Ｄ口为输出
            ＣＬＲＷ                            ；０→Ｗ
            ＭＯＶＬＷ  Ｂ＇１００００１１１＇  ；ＴＭＲ０，预分频
            ＭＯＶＷＦ  ＯＰＴＩＯＮ＿ＲＥＧ    ；１：２５６
            ＣＬＲＷ
            ＭＯＶＬＷ  Ｂ＇０００００００１＇
            ＭＯＶＷＦ  ＴＲＩＳＢ              ；设Ｂ０为输入
            ＭＯＶＷＦ  ＴＲＩＳＡ
            ＭＯＶＬＷ  ０
            ＭＯＶＬＷ  Ｂ＇００００１１１０＇  ；Ａ／Ｄ结果左移
            ＭＯＶＷＦ  ＡＤＣＯＮ１            ；ＶＤＤ为参考电压
            ＢＣＦ      ＳＴＡＴＵＳ，５        ；复位
                                                ；ＢＡＮＫ０
            ＣＬＲＦ    ＰＯＲＴＤ              ；清Ｄ口
            ＭＯＶＬＷ  Ｂ＇０１０００００１＇  ；打开Ａ／Ｄ选时钟
            ＭＯＶＷＦ  ＡＤＣＯＮ０            ；ｆｏｓｃ／８
ＭＡＩＮ    ＢＴＦＳＳ  ＩＮＴＣＯＮ，Ｔ０ＩＦ  ；ＴＭＲ０溢出？
            ＧＯＴＯ    ＭＡＩＮ                ；等待
            ＢＣＦ      ＩＮＴＣＯＮ，Ｔ０ＩＦ  ；ＴＭＲ０溢出
            ＢＣＦ      ＰＩＲ１，ＡＤＩＦ      ；清标志位
                                                ；Ｔ０ＩＦ
            ＢＳＦ      ＡＤＣＯＮ０，ＧＯ      ；启动Ａ／Ｄ变换
ＷＡＩＴ    ＢＴＦＳＳ  ＰＩＲ１，ＡＤＩＦ      ；变换判标志位？
            ＧＯＴＯ    ＷＡＩＴ                ；等待
            ＭＯＶＦ    ＡＤＲＥＳＨ，Ｗ        ；Ａ／Ｄ转换完成
            ＭＯＶＷＦ  ＰＯＲＴＤ              ；高字节到Ｄ口
            ＣＬＲＦ    ＰＯＲＴＤ              ；０→Ｄ口
ＷＡＩＴＰＷＳＨ ＢＴＦＳＳ    ＰＯＲＴＢ，０   ；判０位
            ＧＯＴＯ    ＷＡＩＴＰＵＳＨ        ；等待
            ＭＯＶＷＦ  ＰＯＲＴＤ              ；高字节送Ｄ口
            ＧＯＴＯ    ＭＡＩＮ            
            ＥＮＤ                       
    说明：１． 因ＬＥＤ显示仅用了８位（Ｄ口上），所以Ａ／Ｄ转换的低二位未显示。２． 从源程序中可以看出，Ａ／Ｄ转换是通过控制ＰＩＣ１６Ｆ８７７内部特殊功能寄存器来完成的。
   三、ＰＩＣ０１．ＡＳＭ的在线调试和程序固化
   上述源程序可按照上期本版介绍的方法进行在线调试。调试时可用ＭＰＬＡＢ工具栏中的连续功能键操作。若在操作一次后再连续调试时，应改变附图中电位器中心抽头的电压值，方能观察Ａ／Ｄ变换的结果。程序调试好后再把目标码．Ｈｅｘ固化到16F877单片机中，即可观察不同的模拟量变换成数字量的结果，并可用三用表实测进行验证。