PIC16F877單片機的應用--A/D轉換器

PIC16F877單片機片內有８路１０位Ａ／Ｄ轉換器，引腳②～⑤為ＡＮ０～ＡＮ３、⑦～⑩為ＡＮ４～ＡＮ７。ＭＰＬＡＢ－ＩＣＤ的實驗板上16F877單片機的ＲＡ０口接了一只供有電壓的１０ｋΩ電位器，在Ｄ口（ＲＤ０～ＲＤ７）接了８只ＬＥＤ，如附圖所示。筆者用１６Ｆ８７７Ａ／Ｄ轉換通道其中一路作Ａ／Ｄ轉換，以說明Ａ／Ｄ轉換編寫程序的方法和在線調試及編程。
在附圖中，筆者把Ｒ６的可變輸出（電壓模擬量）端接到ＲＡ０／ＡＮ０作為模擬量輸入；用Ｄ口（ＲＤ０～ＲＤ７）的８只ＬＥＤ顯示Ａ／Ｄ轉換的結果（按二進制顯示）。
一、建立Ａ／Ｄ轉換源程序的要點編寫１０位的一路Ａ／Ｄ轉換程序看似簡單，但對初學者卻有一定難度，因為編寫Ａ／Ｄ轉換程序時，要熟練使用ＰＩＣ１６Ｆ８７７內部的多個特殊功能寄存器。附表列出了與Ａ／Ｄ轉換有關的部分特殊功能寄存器。在Ａ／Ｄ轉換器中未用到的寄存器位以空白表示。
１．Ａ／Ｄ引腳控制寄存器ＡＤＣＯＮ１ＡＤＣＯＮ１的ｂｉｔ０～ｂｉｔ３（ＰＣＦＧ０～ＰＣＦＧ３）為Ａ／Ｄ轉換功能選擇位，若為１１１０，則表示ＡＮ０（ＲＡ０）通道是模擬量輸入，其余通道為數字Ｉ／Ｏ（其他編碼功能，請參見書籍介紹）。Ｂｉｔ７（ＡＤＦＭ）為Ａ／Ｄ結果格式選擇位，１表示結果右移，０表示結果左移。
２．中斷標志寄存器ＰＩＲ１ＰＩＲ１的ｂｉｔ６（ＡＤＩＦ）為Ａ／Ｄ中斷標志位，該位為１表示模數轉換已完成，為０表示轉換未完成。
３．Ａ／Ｄ操作控制寄存器ＡＤＣＯＮ０ＡＤＣＯＮ０的ｂｉｔ０（ＡＤＯＮ）為Ａ／Ｄ轉換允許位，該位為１打開Ａ／Ｄ轉換器，為０關閉Ａ／Ｄ轉換器；ｂｉｔ２（ＧＯ／ＤＯＮＥ）為Ａ／Ｄ轉換狀態(tài)位，該位為１啟動Ａ／Ｄ轉換，為０表示Ａ／Ｄ轉換已完成（Ａ／Ｄ轉換完成后該位自動清零）；ｂｉｔ３～ｂｉｔ５為Ａ／Ｄ通道選擇位，其值對應于通道號，０００為０通道；ｂｉｔ６～Ｂｉｔ７（ＡＤＣＳ０、ＡＤＣＳ１）為Ａ／Ｄ轉換時鐘選擇，００＝ｆosc／２，０１＝ｆosc／８，１０＝ｆosc／３２，１１＝ｆRC（ＲＣ振蕩器）。為正確進行Ａ／Ｄ轉換，Ａ／Ｄ轉換時鐘值不宜選得太小。
４．Ａ／Ｄ結果高字節(jié)寄存器ＡＤＲＥＳＨ存放Ａ／Ｄ轉換結果的高字節(jié)。
編寫Ａ／Ｄ轉換的源程序，還會用到ＳＴＡＴＵＳ、ＯＰＴＩＯＮ、ＩＮＴＣＯＮ……寄存器。
二、PIC16F877單片機A/D轉換源程序．ＡＳＭ實例
筆者編寫的Ａ／Ｄ轉換源程序清單如下：
ＬＩＳＴＰ＝ＰＩＣ１６Ｆ８７７；選單片機型號
＃ＩＮＣＬＵＤＥＰ１６Ｆ８７７．ＩＮＣ
ＯＲＧ０；復位矢量
ＧＯＴＵＳＴＡＲＴ
ＯＲＧＤ＇２０＂；程序起始
ＳＴＡＲＴＢＣＦＳＴＡＴＵＳ，６
ＢＳＦＳＴＡＴＵＳ，５；選ＢＡＮＫ１
ＣＬＲＦＴＲＩＳＤ；設Ｄ口為輸出
ＣＬＲＷ；０→Ｗ
ＭＯＶＬＷＢ＇１００００１１１＇；ＴＭＲ０，預分頻
ＭＯＶＷＦＯＰＴＩＯＮ＿ＲＥＧ；１：２５６
ＣＬＲＷ
ＭＯＶＬＷＢ＇０００００００１＇
ＭＯＶＷＦＴＲＩＳＢ；設Ｂ０為輸入
ＭＯＶＷＦＴＲＩＳＡ
ＭＯＶＬＷ０
ＭＯＶＬＷＢ＇００００１１１０＇；Ａ／Ｄ結果左移
ＭＯＶＷＦＡＤＣＯＮ１；ＶＤＤ為參考電壓
ＢＣＦＳＴＡＴＵＳ，５；復位
；ＢＡＮＫ０
ＣＬＲＦＰＯＲＴＤ；清Ｄ口
ＭＯＶＬＷＢ＇０１０００００１＇；打開Ａ／Ｄ選時鐘
ＭＯＶＷＦＡＤＣＯＮ０；ｆｏｓｃ／８
ＭＡＩＮＢＴＦＳＳＩＮＴＣＯＮ，Ｔ０ＩＦ；ＴＭＲ０溢出？
ＧＯＴＯＭＡＩＮ；等待
ＢＣＦＩＮＴＣＯＮ，Ｔ０ＩＦ；ＴＭＲ０溢出
ＢＣＦＰＩＲ１，ＡＤＩＦ；清標志位
；Ｔ０ＩＦ
ＢＳＦＡＤＣＯＮ０，ＧＯ；啟動Ａ／Ｄ變換
ＷＡＩＴＢＴＦＳＳＰＩＲ１，ＡＤＩＦ；變換判標志位？
ＧＯＴＯＷＡＩＴ；等待
ＭＯＶＦＡＤＲＥＳＨ，Ｗ；Ａ／Ｄ轉換完成
ＭＯＶＷＦＰＯＲＴＤ；高字節(jié)到Ｄ口
ＣＬＲＦＰＯＲＴＤ；０→Ｄ口
ＷＡＩＴＰＷＳＨＢＴＦＳＳＰＯＲＴＢ，０；判０位
ＧＯＴＯＷＡＩＴＰＵＳＨ；等待
ＭＯＶＷＦＰＯＲＴＤ；高字節(jié)送Ｄ口
ＧＯＴＯＭＡＩＮ
ＥＮＤ
說明：１．因ＬＥＤ顯示僅用了８位（Ｄ口上），所以Ａ／Ｄ轉換的低二位未顯示。２．從源程序中可以看出，Ａ／Ｄ轉換是通過控制ＰＩＣ１６Ｆ８７７內部特殊功能寄存器來完成的。
三、ＰＩＣ０１．ＡＳＭ的在線調試和程序固化
上述源程序可按照上期本版介紹的方法進行在線調試。調試時可用ＭＰＬＡＢ工具欄中的連續(xù)功能鍵操作。若在操作一次后再連續(xù)調試時，應改變附圖中電位器中心抽頭的電壓值，方能觀察Ａ／Ｄ變換的結果。程序調試好后再把目標碼．Ｈｅｘ固化到16F877單片機中，即可觀察不同的模擬量變換成數字量的結果，并可用三用表實測進行驗證。

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