PIC單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)（14）

　　在電子技術(shù)中，傳感器是一種很重要的器件，傳感器的種類也有多種，如溫度傳感器、光敏傳感器、壓力傳感器……，其特點(diǎn)是能把非電量，如溫度、光度、壓力等轉(zhuǎn)換成相關(guān)的電量（電流或電壓）。這些電量都是模擬量，可用Pic 單片機(jī)的A/D 轉(zhuǎn)換，將上述的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再將數(shù)字量進(jìn)行各種處理，如LED、LCD 顯示。

　　Pic16F87X 系列單片機(jī)， 具有A/D 轉(zhuǎn)換的功能。Pic16F876/873 芯片為28 引腳， 有5 個(gè)模擬輸入端的10 位A/D 轉(zhuǎn)換（5 通道）；Pic16F877 為40 引腳，有8 個(gè)模擬輸入端的10位A/D 轉(zhuǎn)換（8 通道）。Pic16F876/873 芯片的模擬輸入端為AN0~AN3，其引腳是② ~ ⑤腳和⑦腳AN4，幾乎占用了Pic16F876/873 所有的A 口。由于Pic 單片機(jī)的端口具有復(fù)用功能，所以上述的模擬輸入口不會(huì)影響I/O 端口的通用特性。

　　上述芯片的A/D 轉(zhuǎn)換，都已模塊化，具有10 位（二進(jìn)制的）分辨率，所以完全可以滿足大多數(shù)測量精度的要求，此外，還可利用Pic 單片機(jī)睡眠狀態(tài)下進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換（利用內(nèi)部自帶的RC 振蕩作時(shí)鐘），因在睡眠模式下，部分?jǐn)?shù)字電路的開關(guān)噪聲已停止，所以可獲得更高的A/D 轉(zhuǎn)換精度。

　　Pic 單片機(jī)的A/D 轉(zhuǎn)換功能的操作，遠(yuǎn)比本連載1~13 中介紹的各種功能的C 程序要復(fù)雜些，學(xué)會(huì)編寫A/D 轉(zhuǎn)換的C 程序，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)Pic 單片機(jī)C 程序設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。因?yàn)樵诰庉婣/D 轉(zhuǎn)換的C 程序時(shí)，會(huì)用到芯片內(nèi)部多個(gè)專用寄存器（控制模塊），學(xué)會(huì)相關(guān)模塊的使用方法，可為編輯其它復(fù)雜功能的C 程序建立良好的思維方法。

　　1.Pic16F87X 的 A/D 轉(zhuǎn)換必備知識(shí)

　?、?A/D 轉(zhuǎn)換控制寄存器ADCON1

　　ADCON1 是8 位的可讀寫的寄存器，如圖59 所示，其功能是A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，選擇芯片引腳輸入信號(hào)的類型（模擬量A 或數(shù)字量D），以及A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果存放的格式（見下文）。

圖59

　　ADCON1 的第6、5、4 位，在A/D 轉(zhuǎn)換中未派上用場，讀作“0”。 ADCON1 的第3、2、1、0 位（Bit3、Bit2、Bit1 和Bit0）， 是管理Pic16F87X 引腳功能（A 或D）的選擇（可參看相關(guān)書藉的A/D 轉(zhuǎn)換引腳功能選擇表，因該表占用版面多，這里略去），例如在下文C 程序中，設(shè)ADCON1=0x8a 時(shí)， 選擇Pic16F873A 的AN0（RA0）、AN1（RA1）RA4（AN4）、RA5（AN5）為模擬量輸入、（AN6、AN7 為數(shù)字量輸入），AN3、AN2 參考電壓設(shè)置端（十、一）。

　　⑵ A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器ADRESH、ADRESL。因Pic16F87X 的A/D 轉(zhuǎn)換值是10 位的二進(jìn)制數(shù)（代碼），而A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果是存放在指定的結(jié)果寄存器中，因結(jié)果寄存器是8 位的，所以A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的10 位數(shù)， 利用ADRESH存放A/D 的高字節(jié)；利用ADRESL 存放A/D的低字節(jié)。存放方法是利用前述的ADCON1（ 圖59） 的第7 位（bit）ADFM 進(jìn)行選擇， 當(dāng)令A(yù)DFM=1 時(shí)，A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的低8 位存放在ADREL 中；高兩位存放在ADRESH 中；當(dāng)令A(yù)DFM=0 時(shí)，A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的低兩位存放在ADRESL 中，余下的高8 位存放在ADRESH 中，這由C 語言設(shè)計(jì)者自由選擇。若對A/D 轉(zhuǎn)換代碼的分辨率要求不高（如實(shí)驗(yàn)程序），可取A/D轉(zhuǎn)換的高8 位而舍去低2 位，以使C 程序簡化。

　　⑶ A/D 轉(zhuǎn)換控制寄存器ADCON0

　　ADCON0 的功能是用于控制A/D 轉(zhuǎn)換的操作，其相關(guān)位的功能如圖60 所示。

圖60

　　圖中ADCONO 的第0 位（Bit0），ADON是A/D 轉(zhuǎn)換允許位（俗稱打開A/D 轉(zhuǎn)換），當(dāng)令A(yù)DON=1 時(shí)，打開的A/D 轉(zhuǎn)換；AD0N=0 時(shí)，關(guān)閉A/D 轉(zhuǎn)換。ADCON0 的第1 位， 未使用讀作0。

　　ADCON0 的第2 位也是重要的功能位：在ADON=1 時(shí)，若令=1，啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換；若令=0，A/D 轉(zhuǎn)換完成。

　　ADCONO 的5~3 位（Bit5、Bit4 和Bit3）CHS2、CHS1、CHS0 是A/D 轉(zhuǎn)換模擬通道的選擇，對Pic16F873A 芯片，有下述關(guān)系：

　　ADCONO 的第7、6 位即ADCS1和ADCS0，是A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘選擇位，有以下關(guān)系：

　　此外，在A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，還會(huì)用到外圍接口中斷標(biāo)志寄存器PIR1 的標(biāo)志位ADIF（Bit6）和外圍接口中斷使能寄存器PIE1 的使能位ADIE。

　　當(dāng)令A(yù)DIF=1 時(shí)， 代表A/D 轉(zhuǎn)換已完成；ADIF=0 時(shí)，A/D 轉(zhuǎn)換未完成。

　　當(dāng)令A(yù)DIE=1 時(shí)， 打開A/D 轉(zhuǎn)換中斷；ADIE=0 時(shí)，關(guān)閉A/D 轉(zhuǎn)換中斷。