pcf8591 ad转换实例及程序详解

编程实验

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描述

  I2C总线是Philips公司推出的串行总线,整个系统仅靠数据线(SDA)和时钟线(SCL)实现完善的全双工数据传输,即CPU与各个外围器件仅靠这两条线实现信息交换。I2C总线系统与传统的并行总线系统相比具有结构简单、可维护性好、易实现系统扩展、易实现模块化标准化设计、可靠性高等优点。

  在一个完整的单片机系统中,A/D转换芯片往往是必不可少的。PCF8591是一种具有I2C总线接口的A/D转换芯片。在与CPU的信息传输过程中仅靠时钟线SCL和数据线SDA就可以实现。

  芯片介绍

  PCF8591是具有I2C总线接口的8位A/D及D/A转换器。有4路A/D转换输入,1路D/A模拟输出。这就是说,它既可以作A/D转换也可以作D/A转换。A/D转换为逐次比较型。引脚图如图1所示。结构图如图2所示。电源电压典型值为5V。

  PCF8591芯片

  PCF8591芯片

  AIN0~AIN3:模拟信号输入端。

  A0~A3:引脚地址端。

  VDD、VSS:电源端(2.5~6V)

  SDA、SCL:I2C总线的数据线、时钟线。

  OSC:外部时钟输入端,内部时钟输出端。

  EXT:内部、外部时钟选择线,使用内部时钟时EXT接地。

  AGND:模拟信号地。

  AOUT:D/A转换输出端。

  VREF:基准电源端。

  应用

  1、器件总地址

  PCF8591采用典型的I2C总线接口器件寻址方法,即总线地址由器件地址、引脚地址和方向位组成。飞利蒲公司规定A/D器件地址为1001。引脚地址为A2A1A0,其值由用户选择,因此I2C系统中最多可接23=8个具有I2C总线接口的A/D器件。地址的最后一位为方向位R/ ,当主控器对A/D器件进行读操作时为1,进行写操作时为0。总线操作时,由器件地址、引脚地址和方向位组成的从地址为主控器发送的第一字节。

  2、控制字节

  控制字节用于实现器件的各种功能,如模拟信号由哪几个通道输入等。控制字节存放在控制寄存器中。总线操作时为主控器发送的第二字节。其格式如下所示:

  PCF8591芯片

  其中:D1、D0两位是A/D通道编号:00通道0,01通道1,10通道2,11通道3

  D2 自动增益选择(有效位为1)

  D5、D4模拟量输入选择:00为四路单数入、01为三路差分输入、10为单端与差分配合输入、11为模拟输出允许有效。

  当系统为A/D转换时,模拟输出允许为0。模拟量输入选择位取值由输入方式决定:四路单端输入时取00,三路差分输入时取01,单端与差分输入时取10,二路差分输入时取11。最低两位时通道编号位,当对0通道的模拟信号进行A/D转换时取00,当对1通道的模拟信号进行A/D转换时取01,当对2通道的模拟信号进行A/D转换时取10,当对3通道的模拟信号进行A/D转换时取11。

  在进行数据操作时,首先是主控器发出起始信号,然后发出读寻址字节,被控器做出应答后,主控器从被控器读出第一个数据字节,主控器发出应答,主控器从被控器读出第二个数据字节,主控器发出应答…一直到主控器从被控器中读出第n个数据字节,主控器发出非应答信号,最后主控器发出停止信号。

  pcf8591 ad转换程序详解

  PCF8591芯片

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