51开发板用ADC采集模拟量

AD、DA介绍

AD（Analog to Digital）：模拟-数字转换，将模拟信号转换为计算机可操作的数字信号

DA（Digital to Analog）：数字-模拟转换，将计算机输出的数字信号转换为模拟信号

AD/DA转换打开了计算机与模拟信号的大门，极大的提高了计算机系统的应用范围，也为模拟信号数字化处理提供了可能

硬件电路模型

AD转换通常有多个输入通道，用多路选择开关连接至AD转换器，以实现AD多路复用的目的，提高硬件利用率

AD/DA与单片机数据传送可使用并口（速度快、原理简单），也可使用串口（接线少、使用方便）

可将AD/DA模块直接集成在单片机内，这样直接写入/读出寄存器就可进行AD/DA转换，单片机的IO口可直接复用为AD/DA的通道

硬件电路

运算放大器

运算放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的放大电路单元。内部集成了差分放大器、电压放大器、功率放大器三级放大电路，是一个性能完备、功能强大的通用放大电路单元，由于其应用十分广泛，现已作为基本的电路元件出现在电路图中
运算放大器可构成的电路有：电压比较器、反相放大器、同相放大器、电压跟随器、加法器、积分器、微分器等
运算放大器电路的分析方法：虚短、虚断（负反馈条件下）

LM358芯片：内部有两个运算放大器

AD/DA性能指标

分辨率：

指AD/DA数字量的精细程度，通常用位数表示。例如，对于5V电源系统来说，8位的AD可将5V等分为256份，即数字量变化最小一个单位时，模拟量变化5V/256=0.01953125V，所以，8位AD的电压分辨率为0.01953125V，AD/DA的位数越高，分辨率就越高

转换速度：

表示AD/DA的最大采样/建立频率，通常用转换频率或者转换时间来表示，对于采样/输出高速信号，应注意AD/DA的转换速度

XPT2046

功能说明
XPT2046是一款4线制电阻式触摸屏控制器，内含12位分辨率125KHz转换速率逐步逼近型A/D转换器。XPT2046支持从1.5V到5.25V的低电压I/0接口。XPT2046能通过执行两次A/D转换查出被按的屏幕位置，除此之外，还可以测量加在触摸屏上的压力。内部自带⒉.5V参考电压，可以作为辅助输入、温度测量和电池监测之用，电池监测的电压范围可以从0V到6V。XPT2046片内集成有一个温度传感器。在2.7V的典型工作状态下，关闭参考电压，功耗可小于0.75mW。XPT2046采用微小的封装形式:TSSOP-16, QFN-16和VFBGA一48。工作温度范围为-40℃～+85℃。与 ADS7846、TSC2046、AK4182A完全兼容

即开发板上的AD转换芯片用的是一种触摸屏芯片，运放电路比较复杂，使用芯片则可以直接忽略其内部逻辑，按照设定的时序即可通过芯片将模拟量转换为数字量

AD转换：XPT2046时序

类似于SPI通信

XTP2046.c文件

#include <REGX52.H>sbit XPT2046_DIN   = P3^4;
sbit XPT2046_CS    = P3^5;
sbit XPT2046_DCLK  = P3^6;
sbit XPT2046_DOUT  = P3^7;unsigned int XPT2046_ReadAD(unsigned char Command)
{unsigned char i;unsigned int ADvalue = 0;//初始化XPT2046_DCLK = 0;//发送指令XPT2046_CS = 0;for(i = 0;i < 8; i++){XPT2046_DIN = Command & (0x80>>i);XPT2046_DCLK = 1; //时钟线给上升沿则发送数据XPT2046_DCLK = 0;}//读取数据for(i = 0;i < 16; i++){XPT2046_DCLK = 1;      //跳过时序图中BUSY高电平的部分，来到读取开始的时序XPT2046_DCLK = 0;if(XPT2046_DOUT){ADvalue |= (0x8000 >>i);   //读取数据，数据是十六位的}}XPT2046_CS = 1;//返回数字量if(Command & 0x08 == 1)     //取出MODE位判断{return ADvalue>>8;    //因为数据读的是16位，当MODE位是1时，选择8位为转换分辨率，所以要右移8位得到真实数值}else{return ADvalue>>4;  //当MODE位是0时，选择12位为转换分辨率，16-12=4，就右移4位得到数据 }
}

main.c文件

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "XPT2046.h"
#include "Delay.h"unsigned int ADvalue;void main()
{LCD_Init();LCD_ShowString(1,1,"AD1  NTC1  GR1");while(1){ADvalue = XPT2046_ReadAD(XPT2046_AIN0_8);  //调用读取AD函数，并传入控制命令，对电位器的模拟量进行转换LCD_ShowNum(2,1,ADvalue,3);ADvalue = XPT2046_ReadAD(XPT2046_AIN1_8);  //调用读取AD函数，并传入控制命令，对热敏电阻的模拟量进行转换LCD_ShowNum(2,6,ADvalue,3);ADvalue = XPT2046_ReadAD(XPT2046_AIN2_8); //调用读取AD函数，并传入控制命令，对光敏电阻的模拟量进行转换LCD_ShowNum(2,12,ADvalue,3);Delay(100);}
}

指令的设置

其中A2-A0取值如下图

XTP2406.h文件

#ifndef __XPT2046_H__
#define __XPT2046_H__/*宏定义，控制字的控制位，其中A2、A1、A0看对应电路图中的AIN0、AIN1、AIN2、AIN3，
看数据手册的单端模式输入配置（SER!DFR = 1）
AIN0  ==  X+     ==    XP
AIN1  ==  Y+     ==    YP
AIN2  ==  VBAT
AIN3  ==  AUX
*///MODE为1，选择8位为转换分辨率
#define XPT2046_AIN0_8 0x9C         //1001 1100
#define XPT2046_AIN1_8 0xDC         //1101 1100
#define XPT2046_AIN2_8 0xAC         //1010 1100
#define XPT2046_AIN3_8 0xEC         //1110 1100//MODE为0，选择12位为转换分辨率
#define XPT2046_AIN0_12 0x94        //1001 0100
#define XPT2046_AIN1_12 0xD4        //1101 0100
#define XPT2046_AIN2_12 0xA4        //1010 0100
#define XPT2046_AIN3_12 0xE4        //1110 0100unsigned int XPT2046_ReadAD(unsigned char Command);
#endif

DA转换：其实就是PWM，把PWM的代码改一下端口就行