模拟IIC时，AD芯片用差分输入时，输出补码时出错

只看该作者 · 2014-3-10 23:13

本帖最后由 guizhong282 于 2014-3-11 09:10 编辑

我用的是ADS1115，采集正电压工作正常，想来采集负电压，于是用差分输入，正常情况会输出补码，但是在补码开头，SDA总是在SCL高电平时出现上升沿，造成错误的停止信号，就是第二个红点，还有在这红点前一个高电平，不知道是什么原因造成的，明明正电压时这些都没有，

只看该作者 · 2014-3-10 23:15

本帖最后由 guizhong282 于 2014-3-10 23:16 编辑

/*------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/ /*--*************************功能：【ADS1115单端输入检测电压】********************--*/
/*--*************************CPU：【STC12C5A60S2】*******************************--*/
/*--*************************ADC芯片：【ADS1115（2差分输入或4单端输入）】***********--*/
/*--*************************液晶：【LCD1602】************************************--*/
/*--*************************ADC与单片机连接：【SCL:P1.0 , SDA:P1.1】*******************--*/
/*--*************************检测范围：【0.00～4.99V】*********************************--*/
/*----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define _Nop() _nop_()

/*------------------------以下为LCD1602显示模块端口定义及函数声明-----------------------*/
sbit lcd_rs_port = P2^5;    /*定义LCD控制端口*/
sbit lcd_rw_port = P2^6;
sbit lcd_en_port = P2^7;
#define lcd_data_port P0

unsigned char num_char_table[] = {"0123456789ABCDEF -"};
unsigned char Lcd_Dis1_table[] = {"Volt:       V "}; //电压显示框架
unsigned char pos_char_table[] = {"       .    V "}; //电压显示位置

void lcd_delay(uchar ms); //LCD1602 延时
void lcd_busy_wait(); //LCD1602 忙等待
void lcd_command_write(uchar command); //LCD1602 命令字写入
void lcd_system_reset(); //LCD1602 初始化
void lcd_char_write(uchar x_pos,y_pos,lcd_dat); //LCD1602 字符写入
void lcd_bad_check(); //LCD1602 坏点检查
void Num_to_Disp(uint Num); //LCD1602 数据处理
void LcdDisp(uint num); //LCD1602 数据显示
void delay_1ms(uchar x); //LCD1602 延时1ms

/*------------------------以下为ADS1115模块端口定义及函数声明--------------------------*/

sbit SCL = P3^1;
sbit SDA = P3^0;

#define TRUE          1
#define FALSE          0

unsigned int Config;
unsigned char Writebuff[4],Readbuff[3];
unsigned int Result[2];
int D_ADS;    //转换的数字量
#define Accuracy 32768    //定义ADC精度，ADS1115单端输入时15位
float VCC = 4.096;       //VCC，电压参考值

#define ADDRESS_0  0x90 //ADDR PIN ->GND
#define ADDRESS_1  0x92 //ADDR PIN ->VDD
#define ADDRESS_2  0x94 //ADDR PIN ->SDA
#define ADDRESS_3  0x96 //ADDR PIN ->SCL

/************POINTER REGISTER*****************/
#define Pointer_0  0x00 //Convertion register
#define Pointer_1  0x01 //Config register
#define Pointer_2  0x02 //Lo_thresh register
#define Pointer_3  0x03 //Hi_thresh register

/************CONFIG REGISTER*****************/
#define OS_0 0x0000
#define OS_1 0x8000

#define MUX_0  0x0000  //AINp=AIN0, AINn=AIN1
#define MUX_1  0x1000  //AINp=AIN0, AINn=AIN3
#define MUX_2  0x2000  //AINp=AIN1, AINn=AIN3
#define MUX_3  0x3000  //AINp=AIN2, AINn=AIN3
#define MUX_4  0x4000  //AINp=AIN0, AINn=GND
#define MUX_5  0x5000  //AINp=AIN1, AINn=GND
#define MUX_6  0x6000  //AINp=AIN2, AINn=GND
#define MUX_7  0x7000  //AINp=AIN3, AINn=GND

#define PGA_0  0x0000 //FS=6.144V
#define PGA_1  0x0200 //FS=4.096V
#define PGA_2  0x0400 //FS=2.048V
#define PGA_3  0x0600 //FS=1.024V
#define PGA_4  0x0800 //FS=0.512V
#define PGA_5  0x0A00 //FS=0.256V
#define PGA_6  0x0C00 //FS=0.256V
#define PGA_7  0x0E00 //FS=0.256V

#define MODE_0 0x0000
#define MODE_1 0x0100

#define DR_0 0x0000 //Data Rate = 8
#define DR_1 0x0020 //Data Rate = 16
#define DR_2 0x0040 //Data Rate = 32
#define DR_3 0x0060 //Data Rate = 64
#define DR_4 0x0080 //Data Rate = 128
#define DR_5 0x00A0 //Data Rate = 250
#define DR_6 0x00C0 //Data Rate = 475
#define DR_7 0x00E0 //Data Rate = 860

#define COMP_MODE_0  0x0000
#define COMP_MODE_1  0x0010

#define COMP_POL_0 0x0000
#define COMP_POL_1 0x0008

#define COMP_LAT_0 0x0000
#define COMP_LAT_1 0x0040

#define COMP_QUE_0 0x0000
#define COMP_QUE_1 0x0001
#define COMP_QUE_2 0x0002
#define COMP_QUE_3 0x0003

//*************ADDR Initial********************/
#define ADDRESS ADDRESS_0    //ADDR PIN ->GND
#define ADDRESS_W  ADDRESS|0x00  //写地址
#define ADDRESS_R  ADDRESS|0x01  //读地址

/*************Config Initial*********************/
#define OS       OS_1
#define MUX_A0    MUX_4    //AINp=AIN0, AINn=GND
#define MUX_A1    MUX_5    //AINp=AIN1, AINn=GND
#define MUX_A2    MUX_6    //AINp=AIN2, AINn=GND
#define MUX_A3    MUX_7    //AINp=AIN3, AINn=GND
#define MUX_D0    MUX_0    //AINp=AIN0, AINn=AIN1
#define MUX_D1    MUX_1    //AINp=AIN0, AINn=AIN3
#define MUX_D2    MUX_2    //AINp=AIN1, AINn=AIN3
#define MUX_D3    MUX_3    //AINp=AIN2, AINn=AIN3

#define PGA       PGA_1    //FS=4.096V
#define MODE    MODE_1    //Continuous conversion mode
#define DR       DR_7    //Data Rate = 860
#define COMP_QUE COMP_QUE_3

void Delay_us_15 (void);
void Delay_ms_1 (void);    //功能：延时
void Start(void);    //功能：完成IIC的起始条件操作
void Stop(void);    //功能：完成IIC的终止条件操作
void ACK(void);       //功能：完成IIC的主机应答操作
void NACK(void);    //功能：完成IIC的主机无应答操作
unsigned char Check(void);//功能：检查从机的应答操作
void Write_1_Byte(unsigned char DataByte);       //写 1个字节
unsigned char Write_N_Byte(unsigned char *writebuffer,unsigned char n); //写 N个字节
unsigned char Read_1_Byte(void); //读 1个字节
void Read_N_Byte(unsigned int *readbuff,unsigned char n); //读 N个字节
void InitADS1115(bit S_MUX_0, bit S_MUX_1); //ADS1115初始化
void WriteWord(void); //写
void ReadWord(void); //读
unsigned int ADS1115(bit S_MUX_0, bit S_MUX_1); //ADS1115取值

/*--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*--*********************************【主函数】*******************************--*/
/*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
void main()
{
unsigned int result;

lcd_system_reset(); //LCD1602 初始化
//lcd_bad_check(); //LCD1602 坏点检查

while(1)
{
result = ADS1115(0,0); //ADS1115取值_AIN0
//result = ADS1115(0,1); //ADS1115取值_AIN1
//result = ADS1115(1,0); //ADS1115取值_AIN2
//result = ADS1115(1,1); //ADS1115取值_AIN3

LcdDisp(result); //LCD1602显示电压值
}
}
/*--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*--****************************************************************************--*/
/*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

void LcdDisp(uint num)    /************LCD显示*************/
{
uint i=0;

for (i=0;i<16;i++)
{
lcd_char_write(i,0,Lcd_Dis1_table);  //显示框架
}
Num_to_Disp(num);
for(i = 6; i < 13; i++)
{
lcd_char_write(i,0,pos_char_table);  //显示电压
}
delay_1ms(100);
}

void Num_to_Disp(uint Num)    /******LCD显示数据处理*****/ //Start_1-Over_1:显示电压值，Start_2-Over_2:显示ADS1115输出数值
{
float NUM;                         //Start_1
int xx, yy, zz, zzz,zzzz;

if(Num>0x7fff)          //单通道显示负数
{
Num = ~Num + 1;
pos_char_table[6] = num_char_table[17]; //显示负号
}
else
{
pos_char_table[6] = num_char_table[16];
}
;
NUM = (Num  / (float)Accuracy) * VCC; //ADS1115取值 = Accuracy × (Vin / VCC)

xx = (int)NUM;
yy = (int)((NUM - (float)(xx)) * 10);
zz = (int)((NUM - (float)(xx)) * 100)%10;
zzz = (int)((NUM - (float)(xx)) * 1000)%10;
zzzz = (int)((NUM - (float)(xx)) * 10000)%10;

//pos_char_table[6] = num_char_table[xx / 10];       //电压值十位
pos_char_table[7]= num_char_table[xx % 10];       //电压值个位
pos_char_table[9]= num_char_table[yy];       //电压值小数点后一位
pos_char_table[10]= num_char_table[zz];          //电压值小数点后两位
pos_char_table[11]= num_char_table[zzz];            //电压值小数点后三位
pos_char_table[12]= num_char_table[zzzz];            //电压值小数点后四位 //Over_1

/* pos_char_table[6] = num_char_table[Num / 10000];    //Start_2
pos_char_table[7] = num_char_table[(Num % 10000) / 1000];
pos_char_table[8]= num_char_table[((Num % 10) % 1000) / 100];
pos_char_table[9]= num_char_table[(Num / 10) % 10];
pos_char_table[10]= num_char_table[Num % 10];    //Over_2    */

}

void delay_1ms(uchar x)    /*******1MS为单位的延时程序******/
{
uchar j;
while(x--){
      for(j=0;j<125;j++)
         {;}
      }
}

/*------------------------以下为ADS1115模块端口函数定义--------------------------*/

void Delay_us_15 (void)    /*延时程序*/
{
unsigned char i;

for(i = 0;i < 10;i++)
   _nop_();
}
void Delay_ms_1 (void)
{
unsigned char i;
for(i = 100;i > 0;i--) _nop_();
}
///*******************************************
//函数名称：Start
//功能：完成IIC的起始条件操作
//参数：无
//返回值  ：无
//********************************************/
void Start(void)
{
      SCL=1;
      SDA=1;
      Delay_us_15 ();
SDA=0;
      Delay_us_15 ();
SCL=0;
      Delay_us_15 ();
}
//
///*******************************************
//函数名称：Stop
//功能：完成IIC的终止条件操作
//参数：无
//返回值  ：无
//********************************************/
void Stop(void)
{
      SDA=0;
      Delay_us_15 ();
      SCL=1;
      Delay_us_15 ();
SDA=1;
      Delay_us_15 ();
}
///*******************************************
//函数名称：ACK
//功能：完成IIC的主机应答操作
//参数：无
//返回值  ：无
//********************************************/
void ACK(void)
{ // uchar i=0;
      SDA=0;
      _nop_(); _nop_();
      SCL=1;
// for(i=0;i<100;i++)
      Delay_us_15 ();

      SCL=0;
_nop_(); _nop_();
_nop_(); _nop_();
SDA=1;
      Delay_us_15 ();
}
//*******************************************
//函数名称：NACK
//功能：完成IIC的主机无应答操作
//参数：无
//返回值  ：无
//********************************************/
void NACK(void)
{
SDA=1;
_nop_(); _nop_();
SCL=1;
Delay_us_15 ();
SCL=0;
_nop_(); _nop_();
SDA=0;
Delay_us_15 ();
}
//**********检查应答信号函数******************/
///*如果返回值为1则证明有应答信号，反之没有*/
///*******************************************
//函数名称：Check
//功能：检查从机的应答操作
//参数：无
//返回值  ：从机是否有应答：1--有，0--无
//********************************************/
unsigned char Check(void)
{
unsigned char slaveack;

SDA=1;
_nop_(); _nop_();
SCL=1;
_nop_(); _nop_();
_nop_(); _nop_();
slaveack = SDA; //读入SDA数值
SCL=0;
Delay_us_15 ();

if(slaveack) return FALSE;
else          return TRUE;
}

/***************Write a Byte****************/
void Write_1_Byte(unsigned char DataByte)
{
int i;

for(i=0;i<8;i++)
{
if(DataByte&0x80)  //if((DataByte<<i)&0x80)
   SDA=1;
else
   SDA=0;
      Delay_us_15 ();
SCL=1;
      Delay_us_15 ();
      SCL=0;
      Delay_us_15 ();
      DataByte <<= 1;
}
      SDA=1;
      _nop_();
}
/***************Write N Byte****************/
unsigned char Write_N_Byte(unsigned char *writebuffer,unsigned char n)
{
int i;

for(i=0;i<n;i++)
{
Write_1_Byte(*writebuffer);
if(Check()) //检查从机是否应答
{
writebuffer ++;
}
else
{
Stop(); //未应答则结束发送
      return FALSE;
}
}
Stop();
return TRUE;
}

//***************Read a Byte****************/
unsigned char Read_1_Byte(void)
{
unsigned char data_Value = 0, FLAG, i;

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

// SDA=1;
// Delay_us_15 ();
SCL=1;
Delay_us_15 ();
      FLAG=SDA;
      data_Value <<= 1;
if( FLAG)
   data_Value |= 0x01;

SCL=0;
Delay_us_15 ();
}
return data_Value;
}

//***************Read N Byte****************/
void Read_N_Byte(unsigned int*readbuff, unsigned char n)
{
unsigned char i;

for(i=0;i<n;i++)
{
readbuff=Read_1_Byte();
if(i==n-1)
NACK();  //不连续读字节
else
ACK(); //连续读字节
}
Stop();

}
//*****************初始化******************/
void InitADS1115(bit S_MUX_0, bit S_MUX_1)
{

if (S_MUX_0 == 0 && S_MUX_1 == 0) //AIN0 2014年3月8日21:41:50修改MUX_A0 成差分A0A1输入
Config = OS+MUX_D0+PGA+DR+COMP_QUE+MODE;
if (S_MUX_0 == 0 && S_MUX_1 == 1) //AIN1
Config = OS+MUX_A1+PGA+DR+COMP_QUE+MODE;
if (S_MUX_0 == 1 && S_MUX_1 == 0) //AIN2
Config = OS+MUX_A2+PGA+DR+COMP_QUE+MODE;
if (S_MUX_0 == 1 && S_MUX_1 == 1) //AIN3
Config = OS+MUX_A3+PGA+DR+COMP_QUE+MODE;

Writebuff[0]=ADDRESS_W;
Writebuff[1]=Pointer_1;
Writebuff[2]=Config/256;
Writebuff[3]=Config%256;

Readbuff[0]=ADDRESS_W;
Readbuff[1]=Pointer_0;

Readbuff[2]=ADDRESS_R;
}

//***************Write a Word***********************/
void WriteWord(void)
{
   int t;
   Start(); //写入4个字节
   do
   {
      t=Write_N_Byte(Writebuff,4);
   }while(t==0);
}
//***************Read Word***********************/
void ReadWord(void)
{
int t;
Start();  //写入2个字节
do
{
   t=Write_N_Byte(Readbuff,2);
}while(t==0);

Start(); //写入2个字节
do
{
   t=Write_N_Byte(&Readbuff[2],1);
}while(t==0);

Read_N_Byte(Result,2);  //读出2个字节

}
//***************ADS1115********************/
unsigned int ADS1115(bit S_MUX_0, bit S_MUX_1)
{
InitADS1115(S_MUX_0, S_MUX_1);
WriteWord();
Delay_ms_1();
ReadWord();

D_ADS=Result[0]*256+Result[1];  //转换的数字量

    return D_ADS;
}