如何将PIC单片机AD转换数据打包

pic单片机作用宽泛，对于pic单片机，大家已不再像若干年前一样一无所知。随着对pic单片机的使用，大家的pic单片机应用技能逐渐增强、熟练度逐步提高。但是，大家仍会碰到一些pic单片机相关问题。本文中，小编将介绍如何将pic单片机A/D转换数据打包，以达到减少空间、提高效率的目的。如果你对本文内容具有一定兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、引言

PIC 单片机A/D 转换后的数据通常需要占用两个8 位宽的RAM 单元， 而PIC 单片机的存储单元有限，因此造成了单片机的存储单元不能被有效利用， 同时通过串口向上位机传送数据时也需要花费较多的时间。

在由单片机和PC 机构成的检测系统中， 通常会由多个单片机采集数据并将经过A/D 转换的数据通过串口送往上位PC 机进行数据处理。PIC 单片机A/D 转换后的结果大多是8 位或10 位的， 8 位的A/D转换不涉及该问题。以10 位的数据为例， 在单片机内进行存储时需要占用2 个8 位的字节， 低8 位和高2位分别存储在2 个字节中， 但是用于存储高位数据的8 位宽的RAM 单元中仅有2 位是有效数据。

单片机的存储空间有限， 以单片机为例， RAM 数据存储器按功能分为通用寄存器和特殊功能寄存器两个部分， 除去特殊功能寄存器外， 仅有368 个8 位宽的RAM 单元， 单片机能够存储的数据量很有限。假设将每次A/D 转换的数据直接存储， 每个数据都要占用2 个字节， 理想状态下也只能存储184 个数据; 假设需要存储100 个A/D 转换的数据， 就要占用200 个字节的单元， 这样的存储方式并未将单片机的存储空间充分利用， 同时， 如果将A/D 转换后的数据通过串口直接上传， 串口就要向上传送200 帧的数据， 有效传输速率比较低， 没有充分利用数据帧中的数据位。为此，本文提出如下方法将A/D 转换后的数据先进行处理后再存储或上传。

二、程序设计思路

以10 位的A/D 转换为例， 可以将A/D 转换的结果暂存在a［size］ 中， 然后把数组a 中的数据一位一位地取出， 把低8 位和高8 位拆开分别存放， 低8 位存放在数组b 中， 高8 位存放在数组c 中， 由于高8 位的数据中只有2 位是有效数据， 我们可以把有效数据取出组合成一个新的数据存放， 当上传数据后再用相反的方法解码， 把数据恢复到原先的状态。这样对于10 位的A/D 转换来说可以节省3/8 的空间， 需要向上位机传送的数据也会比较少， 数据传输时间仅为原来的5/8。

三、采用C 语言编写的程序

本文采用PIC16F877 单片机进行试验。其中定义i、h、j、n、m 为int8， a［size］ 为int16 的数组， 用于暂存A/D 转换的结果; b［number］、c［number］、d［number］ 是int8 的数组。程序原文如下：

void convert （）

{

h= j;

for （ i= 0 ; i《 size ; i+ + ）

{

b［h+i］= a［i］;

c［i］ = （a［i］》》 8）&0x03;

j++ ;

}

m= n;

for （ i= 0 ; i《 size/4 ; i+ + ）

{

d［m+i］= （c［4*i］《《 2） |c［4*i+ 1 ］;

d［m+i］= （d［m+i］《《 4） |（c［4*i+ 2 ］《《 2） ;

d［m+i］= d［m+i］|c［4*i+3］;

n++ ;

}

}

程序首先利用一个for 循环将A/D 转换后的数据拆开， 将低8 位存放在数组b 中， 高2 位暂时存放在数组c 中。由于数组c 中的8 位二进制数据都是仅有低2 位是有效数据， 所以第二个for 循环将c［i］、c［i+1］、c［i+2］、c［i+3］中的2 位有效数据取出， 按照由低到高的顺序重新组合成一个8 位的二进制数，放入数组d， 构成一个新的数组。这样A/D 转换结果由原来用数组a 表示变成了由数组b 表示低8 位、数组d 表示高2 位的状态。

程序中的h、j、n、m 用于记录最后转换的数据存储在数组的位置， 在下一次转换的时候， 数据可以接在上一次的数据后面， n 和j 在主程序中convert （ ） 被调用之前首先被赋值为0。

四、结论

根据以上程序， 我们可以按照类似的方法把12 位的A/D 转化结果进行组合， 将12 位的A/D 转换结果拆成低8 位和高4 位， 再将2 个高4 位重新组合成一个8 位的二进制数存储， 这样对于12 位的A/D 转化结果可以节省1/4 存储空间， 缩短1/4 传输时间。

该程序的执行时间仅为990us， 相对于数据的传输时间是很小的。在单片机空间小的情况下， 以程序的执行时间来换取单片机的存储空间是值得的。同时又能有效地缩短数据的上传时间， 提高有效数据的传输速率。但是在数据量较少的时候， 比如只有1 个A/D 转换的数据， 这样做反而会耗费时间、降低效率。