PCF8591

PCF8591簡介

　　PCF8591是一個(gè)單片集成、單獨(dú)供電、低功耗、8-bit CMOS數(shù)據(jù)獲取器件。PCF8591具有4個(gè)模擬輸入、1個(gè)模擬輸出和1個(gè)串行I²C總線接口。PCF8591的3個(gè)地址引腳A0， A1和A2可用于硬件地址編程，允許在同個(gè)I2C總線上接入8個(gè)PCF8591器件，而無需額外的硬件。在PCF8591器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號(hào)都是通過雙線雙向I2C總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。

　　功能

　　PCF8591的功能包括多路模擬輸入、內(nèi)置跟蹤保持、8-bit模數(shù)轉(zhuǎn)換和8-bit數(shù)模轉(zhuǎn)換。PCF8591的最大轉(zhuǎn)化速率由I2C總線的最大速率決定。

PCF8591百科

　　PCF8591是一個(gè)單片集成、單獨(dú)供電、低功耗、8-bit CMOS數(shù)據(jù)獲取器件。PCF8591具有4個(gè)模擬輸入、1個(gè)模擬輸出和1個(gè)串行I²C總線接口。PCF8591的3個(gè)地址引腳A0， A1和A2可用于硬件地址編程，允許在同個(gè)I2C總線上接入8個(gè)PCF8591器件，而無需額外的硬件。在PCF8591器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號(hào)都是通過雙線雙向I2C總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。

　　功能

　　PCF8591的功能包括多路模擬輸入、內(nèi)置跟蹤保持、8-bit模數(shù)轉(zhuǎn)換和8-bit數(shù)模轉(zhuǎn)換。PCF8591的最大轉(zhuǎn)化速率由I2C總線的最大速率決定。

　　特性

　　【1】單獨(dú)供電【2】PCF8591的操作電壓范圍2.5V-6V【3】低待機(jī)電流【4】通過I2C總線串行輸入/輸出【5】PCF8591通過3個(gè)硬件地址引腳尋址【6】PCF8591的采樣率由I2C總線速率決定【7】4個(gè)模擬輸入可編程為單端型或差分輸入【8】自動(dòng)增量頻道選擇【9】PCF8591的模擬電壓范圍從VSS到VDD【10】PCF8591內(nèi)置跟蹤保持電路【11】8-bit逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器【12】通過1路模擬輸出實(shí)現(xiàn)DAC增益

　　引腳信息

　　AIN0～AIN3：模擬信號(hào)輸入端。A0～A2：引腳地址端。VDD、VSS：電源端。（2.5～6V）SDA、SCL：I2C 總線的數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線。OSC：外部時(shí)鐘輸入端，內(nèi)部時(shí)鐘輸出端。EXT：內(nèi)部、外部時(shí)鐘選擇線，使用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí) EXT 接地。AGND：模擬信號(hào)地。AOUT：D/A 轉(zhuǎn)換輸出端。VREF：基準(zhǔn)電源端。

　　基于51單片機(jī)IIC通信的PCF8591學(xué)習(xí)筆記

　　PCF8591 是單電源，低功耗8 位CMOS 數(shù)據(jù)采集器件，具有4 個(gè)模擬輸入、一個(gè)輸出和一個(gè)串行I2C 總線接口。3 個(gè)地址引腳A0、A1 和A2 用于編程硬件地址，允許將最多8 個(gè)器件連接至I2C總線而不需要額外硬件。PCF8591由于其使用的簡單方便和集成度高，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，這篇文章是介紹IIC通信在ADDA轉(zhuǎn)換芯片PCF8591中的應(yīng)用。

　　關(guān)于IIC

　　IIC總線通信協(xié)議的介紹在“基于51單片機(jī)IIC通信的AT24C02學(xué)習(xí)筆記”有詳細(xì)的介紹。

　　關(guān)于PCF8591

　　PCF8591是單片、單電源低功耗8位CMOS數(shù)據(jù)采集器件，具有4個(gè)模擬輸入、一個(gè)輸出和一個(gè)串行I2C總線接口。3個(gè)地址引腳A0、A1 和A2 用于編程硬件地址，允許將最多8個(gè)器件連接至I2C總線而不需要額外硬件。器件的地址、控制和數(shù)據(jù)通過兩線雙向I2C總線傳輸。器件功能包括多路復(fù)用模擬輸入、片上跟蹤和保持功能、8位模數(shù)轉(zhuǎn)換和8位數(shù)模擬轉(zhuǎn)換。最大轉(zhuǎn)換速率取決于I2C總線的最高速率。

　　PCF8591的操作和AT24C02非常類似，只不過AT24C02是寫入或讀出數(shù)據(jù)，而PCF8591是AIN端口輸入模擬電壓，然后PCF8591將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量通過ＩＩＣ總線發(fā)送給單片機(jī)，或是單片機(jī)通過ＩＩＣ總線給一個(gè)數(shù)字量，然后PCF8591通過AOUT端口將模擬電壓輸出．

　　控制字格式

　　最高位默認(rèn)為０

　　第６位是選擇是否允許模擬電壓輸出，在ＤＡ轉(zhuǎn)換時(shí)設(shè)置為1，AD轉(zhuǎn)換時(shí)設(shè)置為0或1均可

　　第5/4位是選擇模擬電壓輸出方式，一般選擇００單端輸入方式，其他的幾種方式如下圖所示

　　第３位默認(rèn)為０

　　第２位是自動(dòng)增量使能位，如果自動(dòng)增量（auto-increment）標(biāo)志置1，每次A/D 轉(zhuǎn)換后通道號(hào)將自動(dòng)增加。

　　第１／０為是在ＡＤ轉(zhuǎn)換時(shí)選擇哪一個(gè)通道輸入的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

　　PCF8591的器件地址

　　每一個(gè)IIC器件都有一個(gè)器件地址，來區(qū)分不同的ＩＩＣ設(shè)備，下面是ＰＣＦ８５９１的地址

　　它的地址是由１００１和Ａ２Ａ１Ａ０組成的，在原理圖中可以看出，Ａ２Ａ１Ａ０均為0，所以器件地址為0x90/0x91，最后一位是讀寫方向位，０表示下一個(gè)字節(jié)往總線上寫數(shù)據(jù)，１表示下一個(gè)字節(jié)從總線上讀取數(shù)據(jù)．

　?。粒霓D(zhuǎn)換函數(shù)

　?。粒霓D(zhuǎn)換即將ＡＩＮ端口輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并發(fā)送到總線上，可以知道該函數(shù)需要指定輸入的通道，還要將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量返回，所以該函數(shù)有返回值，和一個(gè)形參

　　程序?qū)崿F(xiàn)：

　　/*讀取某一個(gè)通道轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量*/

　　uchar Read_D（uchar Channel）

　　{

　　uchar dat;

　　start（）;

　　write_byte（0x90）; //器件地址+0

　　ack（）;

　　write_byte（Channel）; //控制字0x01表示通道1

　　ack（）;

　　start（）;

　　write_byte（0x91）; //器件地址+1，下一個(gè)字節(jié)要讀取

　　ack（）;

　　dat=read_byte（）;

　　ack（）;

　　stop（）;

　　// AD_led=0; //轉(zhuǎn)換成功顯示

　　return dat;

　　}

　?。模赁D(zhuǎn)換函數(shù)

　?。模赁D(zhuǎn)換即將從總線上接收到的數(shù)字量通過ＡＯＵＴ輸出，該函數(shù)無返回值，有一個(gè)形參

　　程序?qū)崿F(xiàn)：

　　1

　　2

　　3

　　4

　　5

　　6

　　7

　　8

　　9

　　10

　　11

　　12void Out_A（uchar Digital）

　　{

　　start（）;

　　write_byte（0x90）; //器件地址+0，下一個(gè)字節(jié)為寫入

　　ack（）;

　　write_byte（0x40）; //設(shè)置控制字 0100 0000 允許模擬輸出，不自增單端

　　ack（）;

　　write_byte（Digital）; //將要轉(zhuǎn)換的數(shù)字量寫入

　　ack（）;

　　stop（）;

　　// DA_led=0; //轉(zhuǎn)換成功顯示

　　}

　　轉(zhuǎn)換公式

　　我們可以用一個(gè)轉(zhuǎn)換公式，將ＡＤ轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓值，在數(shù)碼管或液晶上顯示，公式如下：

　　1#define fun（x） （int）（5*x/255.0*100+0.5） //數(shù)字電壓x轉(zhuǎn)換為模擬電壓的公式

　　主函數(shù)調(diào)用

　　1

　　2

　　3

　　4dat1 = Read_D（0x01）; //將通道1（電位器v2）的模擬電壓轉(zhuǎn)換的數(shù)字量讀出

　　Out_A（dat1）; //將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量輸出到led顯示

　　dis_Voltage1（fun（dat1））; //數(shù)碼管顯示電壓值

　　Delay_Ms（5）; //延時(shí)緩沖

　　這樣就可以實(shí)時(shí)顯示輸入的電壓值了．還可以將電壓值輸出到ｌｅｄ亮度顯示出來．這樣就可以作為一個(gè)簡易的小量程（５ｖ）的電壓表了

　　總結(jié)

　　從程序可以看出ＰＣＦ８５９１的操作和ＡＴ２４Ｃ０２基本一致，就是增加了控制字的內(nèi)容，相比于其他的ADDA轉(zhuǎn)換芯片，它結(jié)構(gòu)簡單，不需要外圍的電路，可以直接使用，而且容易實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，在大多數(shù)單片機(jī)系統(tǒng)中ADDA幾乎是不可缺少的，而PCF8591只需要兩個(gè)IO口（時(shí)鐘和數(shù)據(jù)）和電源就可以實(shí)現(xiàn)，大大節(jié)省了IO口的使用。

　　關(guān)于AT24C02的使用，請看我另一篇隨筆：“基于51單片機(jī)IIC通信的AT24C02學(xué)習(xí)筆記”