基于51单片机IIC通信的PCF8591学习笔记

 

引言

PCF8591 是单电源,低功耗8 位CMOS 数据采集器件,具有4 个模拟输入、一个输出和一个串行I2C 总线接口。3 个地址引脚A0、A1 和A2 用于编程硬件地址,允许将最多8 个器件连接至I2C总线而不需要额外硬件。PCF8591由于其使用的简单方便和集成度高,在单片机应用系统中得到了广泛的应用,这篇文章是介绍IIC通信在ADDA转换芯片PCF8591中的应用。

关于IIC

IIC总线通信协议的介绍在"基于51单片机IIC通信的AT24C02学习笔记"有详细的介绍。

关于PCF8591

 

PCF8591是单片、单电源低功耗8位CMOS数据采集器件,具有4个模拟输入、一个输出和一个串行I2C总线接口。3个地址引脚A0、A1 和A2 用于编程硬件地址,允许将最多8个器件连接至I2C总线而不需要额外硬件。器件的地址、控制和数据通过两线双向I2C总线传输。器件功能包括多路复用模拟输入、片上跟踪和保持功能、8位模数转换和8位数模拟转换。最大转换速率取决于I2C总线的最高速率。

PCF8591的操作和AT24C02非常类似,只不过AT24C02是写入或读出数据,而PCF8591是AIN端口输入模拟电压,然后PCF8591将转换后的数字量通过IIC总线发送给单片机,或是单片机通过IIC总线给一个数字量,然后PCF8591通过AOUT端口将模拟电压输出.

控制字格式

最高位默认为0

第6位是选择是否允许模拟电压输出,在DA转换时设置为1,AD转换时设置为0或1均可

第5/4位是选择模拟电压输出方式,一般选择00单端输入方式,其他的几种方式如下图所示

 

第3位默认为0

第2位是自动增量使能位,如果自动增量(auto-increment)标志置1,每次A/D 转换后通道号将自动增加。

第1/0为是在AD转换时选择哪一个通道输入的电压转换为数字量.

PCF8591的器件地址

每一个IIC器件都有一个器件地址,来区分不同的IIC设备,下面是PCF8591的地址

 

 

它的地址是由1001和A2A1A0组成的,在原理图中可以看出,A2A1A0均为0,所以器件地址为0x90/0x91,最后一位是读写方向位,0表示下一个字节往总线上写数据,1表示下一个字节从总线上读取数据.

AD转换函数

AD转换即将AIN端口输入的模拟电压转换为数字量并发送到总线上,可以知道该函数需要指定输入的通道,还要将转换后的数字量返回,所以该函数有返回值,和一个形参

程序实现:

 

 

/*读取某一个通道转换后的数字量*/
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,下一个字节要读取
ack();
dat=read_byte();
ack();
stop();
// AD_led=0; //转换成功显示
return dat;
}


 

DA转换函数

DA转换即将从总线上接收到的数字量通过AOUT输出,该函数无返回值,有一个形参

程序实现:

 

void Out_A(uchar Digital)				
{
	start();
	write_byte(0x90);				//器件地址+0,下一个字节为写入
	ack();
	write_byte(0x40);				//设置控制字			0100 0000 允许模拟输出,不自增单端
	ack();
	write_byte(Digital);		//将要转换的数字量写入
	ack();	
	stop();
//	DA_led=0;							//转换成功显示				
}

 

 转换公式

我们可以用一个转换公式,将AD转换后的数字量转换为对应的电压值,在数码管或液晶上显示,公式如下:

#define fun(x) (int)(5*x/255.0*100+0.5)				//数字电压x转换为模拟电压的公式

 

 主函数调用

 

        dat1 = Read_D(0x01);			//将通道1(电位器v2)的模拟电压转换的数字量读出
        Out_A(dat1);						//将数字量转换为模拟量输出到led显示
        dis_Voltage1(fun(dat1));		//数码管显示电压值
        Delay_Ms(5);						//延时缓冲

  这样就可以实时显示输入的电压值了.还可以将电压值输出到led亮度显示出来.这样就可以作为一个简易的小量程(5v)的电压表了

总结

从程序可以看出PCF8591的操作和AT24C02基本一致,就是增加了控制字的内容,相比于其他的ADDA转换芯片,它结构简单,不需要外围的电路,可以直接使用,而且容易实现模块化设计,在大多数单片机系统中ADDA几乎是不可缺少的,而PCF8591只需要两个IO口(时钟和数据)和电源就可以实现,大大节省了IO口的使用。

 

关于AT24C02的使用,请看我另一篇随笔:“基于51单片机IIC通信的AT24C02学习笔记

 

参考资料:

PCF8591_百度百科

iic_百度百科

 

 

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posted @ 2017-03-31 13:41  whik  阅读(31679)  评论(0编辑  收藏  举报