PIC单片机之AD转换

只看该作者 · 2021-8-10 12:04

AD转换

我们先看看R1和R2，R2是个可调电阻如果我们将R2变大 RA0这个管脚上的电压就越大。R2变小 RA0这个管脚上的电压就越小。那单片机是怎么知道电压变化的。这就需要AD转换。就是将模拟量转换成数字量。

PIC单片机如何表示电压

   PIC用十位二进制位的数来表示电压，也就是数值0~1023来表示电压。那比如现在这个数值是400那这代表多少的电压？这就要根据参考电压来确定了。

比如我们设置正参考电压为3.3V ，当输入的电压为0时，数值就为0。当输入的电压为3.3V时，数值就是1023. 那如果输入的电压是1.2V代表多少电压。

  首先，先算出一个数值代表多少的电压 3.3V除以1023 约等于 0.003V .

  然后，1.2V除以0.003V 等于400. 这就得出了400代表的是1.2V。

   见下图我们可以看AN0~AN7.这些都是可以配置成模拟输入的端口。只有这些引脚才能做为AD转换的端口。

只看该作者 · 2021-8-10 12:05

实例讲解：

例如：我们看第一张的原理图，从RA0/AN0脚输入个模拟量如果电压大于1.2v则LED亮否则LED灭。

AD的设置步骤：

1，设置端口

      将RA0口设置为输入 TRISA =  0x01；

      将RA0口设置为模拟  ANSELA = 0x01;

2, 配置ADC模块

         选择ADC的转换时钟。

         如何选择转换时钟呢要根据现在的时钟频率进行选择。可以根据数据手册中的表格进行选择。

      我们设置单片机的时钟频率为32MHZ ，选择ADC周期关键不要选择阴影部分，在32MHz 这一列我们随意选择了ADC时钟周期1us,对应的时钟源为Fosc/32.，AD控制寄存器1 ADCON1的ADCS<2:0>=010注：ADCS<2:0>代表的意思就是 ADCS的0到2位

         配置参考电压

         我们这里把正参考电压配置为电源压。AD控制寄存器1 ADCON1的ADPREF<1:0>=00;

         配置左/右对齐

         AD转换后数值是十位的二进制，我们用单片机却只是八位的，所以PIC单片机，用两个八位的寄存器来存放AD值，ADRESH用来存放高位结果，ADRESL用来存放低位结果。可是ADRESH和ADRESL加起来是十六啊。那这十位的数值是怎么放在里面的。这就靠左右对齐来设置，

            如果是右对齐低8八位放在ADRESL，剩下的2位放在ADRESH中。

         如果是左对齐高8八位放在ADRESH，剩下的2位放在ADRESL中。见下图

我们这里选择右对齐，所以AD控制寄存器1 ADCON1的 ADFM=1

            上面将有关ADCON1寄存器的配置说完了。下面来讲解ADCON0

         选择ADC输入通道

         AD转换模块只有一个，而AD输入通道有8个AN0~AN7.所以不可能同时进行AD转换，那个需要用我们就分配给那个，根据硬件我们将AD转换模块分配给AN0.

            所以 ADCON0 的CHS<4:0>=0000;

         开启ADC模块

         ADC模块开启，ADCON0的ADON=1，只是单纯的启用ADC模块。并不开始AD转换。如果不用ADC模块时候建议关闭。可以省点电哦！！！

3 开始AD转换

ADCON0的GO/DONE=1开启AD转换。

4 等待AD转换结束

5 读取结果

一般情况下我们并不取一次的AD转换的值。而是取多次之后算平均值。这样来确保转换的准确性。配置ADC模块，有许多地方并没有讲解为什么这么配置，因为许多配置其实是比较随意的。并不是那么的绝对的。一定非要选择哪一个。当然实际的配置还是要根据你项目需求。

只看该作者 · 2021-8-10 12:06

//开发环境MPLAB X IDE ，单片机PIC16LF1823.

#include <pic.h>
__CONFIG(FOSC_INTOSC&WDTE_OFF&PWRTE_ON&MCLRE_OFF&CP_ON&CPD_OFF&BOREN_ON

               &CLKOUTEN_OFF&IESO_ON&FCMEN_ON);//这个要放到上一行去

__CONFIG(PLLEN_OFF&LVP_OFF) ;
#define  ADC_NUM 8 //转换的次数
#define  LED    LATA1
void init_GPIO(void)
{
TRISA =  0x01;//端口设置为输入
ANSELA = 0x01;//设置为模拟输入
PORTA = 0x00;
LATA  = 0x00;
}
void init_fosc(void)
{
OSCCON = 0xF0;//32MHZ
}
void init_AD(void)
{
ADCON1= 0xA0;//右对齐，AD时钟为Fosc/32,参考电压为电源电压，
ADCON0= 0x00;//选择通道AN0
ADCON0bits.ADON = 1;//开启模块
}
unsigned int ADC_BAT_ONE(void)//转换一次
{
unsigned int value;
value=0;
ADCON0bits.CHS =0;//选择通道AN0
ADCON0bits.ADGO=1;//开始转换
while(ADCON0bits.GO==1);//等待转换结束

value=(unsigned int)ADRESH;//强制类型转换，因为ADRESH是字符型的只能表示8位二进制。所以必须转换成可以容纳10位二进制的整型。
value= value<<8;// 将高两位左移8位
value += ADRESL;//低八位加入ADRESL的值。
return value;
}
unsigned int ADC_BAT_contiue(void)
{
unsigned int ADV_MCU[ADC_NUM],ADV_CNT,ADV_ALL;
ADV_ALL=0;
for(ADV_CNT=0;ADV_CNT<ADC_NUM;ADV_CNT++)//进行多次AD转换
{
   ADV_MCU[ADV_CNT]=ADC_BAT_ONE();
}
   for(ADV_CNT=0;ADV_CNT<ADC_NUM;ADV_CNT++)//计算多次AD转换的平均值
{
      ADV_ALL += ADV_MCU[ADV_CNT];
}
ADV_ALL= ADV_ALL/ADC_NUM;
return ADV_ALL;//得到结果返回
}
/*
*
*/
int main(int argc, char** argv) {
   init_fosc();//设置时钟
   init_GPIO();//设置I/O口
   init_AD();//设置AD
   while(1)
   {
      if( ADC_BAT_contiue()>400)//判断输入电压是否大于1.2V
      {
         LED=1;//灯亮
      }
      else
      {
         LED=0;//灯灭
      }

   }
}

只看该作者 · 2021-8-11 13:45

挺工整，学习了

只看该作者 · 2021-8-11 13:55

详细，学习了！