PCF8591簡介

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

　　功能

　　PCF8591的功能包括多路模擬輸入、內置跟蹤保持、8-bit模數轉換和8-bit數模轉換。PCF8591的最大轉化速率由I2C總線的最大速率決定。

PCF8591百科

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

　　功能

　　PCF8591的功能包括多路模擬輸入、內置跟蹤保持、8-bit模數轉換和8-bit數模轉換。PCF8591的最大轉化速率由I2C總線的最大速率決定。

　　特性

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

　　引腳信息

　　AIN0～AIN3：模擬信號輸入端。A0～A2：引腳地址端。VDD、VSS：電源端。（2.5～6V）SDA、SCL：I2C 總線的數據線、時鐘線。OSC：外部時鐘輸入端，內部時鐘輸出端。EXT：內部、外部時鐘選擇線，使用內部時鐘時 EXT 接地。AGND：模擬信號地。AOUT：D/A 轉換輸出端。VREF：基準電源端。

　　基于51單片機IIC通信的PCF8591學習筆記

　　PCF8591 是單電源，低功耗8 位CMOS 數據采集器件，具有4 個模擬輸入、一個輸出和一個串行I2C 總線接口。3 個地址引腳A0、A1 和A2 用于編程硬件地址，允許將最多8 個器件連接至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，在單片機應用系統中得到了廣泛的應用，這篇文章是介紹IIC通信在ADDA轉換芯片PCF8591中的應用。

　　關于IIC

　　IIC總線通信協議的介紹在“基于51單片機IIC通信的AT24C02學習筆記”有詳細的介紹。

　　關于PCF8591

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

　　PCF8591的操作和AT24C02非常類似，只不過AT24C02是寫入或讀出數據，而PCF8591是AIN端口輸入模擬電壓，然后PCF8591將轉換后的數字量通過ＩＩＣ總線發送給單片機，或是單片機通過ＩＩＣ總線給一個數字量，然后PCF8591通過AOUT端口將模擬電壓輸出．

　　控制字格式

　　最高位默認為０

　　第６位是選擇是否允許模擬電壓輸出，在ＤＡ轉換時設置為1，AD轉換時設置為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位默認為０

　　第２位是自動增量使能位，如果自動增量（auto-increment）標志置1，每次A/D 轉換后通道號將自動增加。

　　第１／０為是在ＡＤ轉換時選擇哪一個通道輸入的電壓轉換為數字量。

　　PCF8591的器件地址

　　每一個IIC器件都有一個器件地址，來區分不同的ＩＩＣ設備，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表示下一個字節往總線上寫數據，１表示下一個字節從總線上讀取數據．

　　ＡＤ轉換函數

　　ＡＤ轉換即將ＡＩＮ端口輸入的模擬電壓轉換為數字量并發送到總線上，可以知道該函數需要指定輸入的通道，還要將轉換后的數字量返回，所以該函數有返回值，和一個形參

　　程序實現：

　　/*讀取某一個通道轉換后的數字量*/

　　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，下一個字節要讀取

　　ack（）;

　　dat=read_byte（）;

　　ack（）;

　　stop（）;

　　// AD_led=0; //轉換成功顯示

　　return dat;

　　}

　　ＤＡ轉換函數

　　ＤＡ轉換即將從總線上接收到的數字量通過ＡＯＵＴ輸出，該函數無返回值，有一個形參

　　程序實現：

　　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，下一個字節為寫入

　　ack（）;

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

　　ack（）;

　　write_byte（Digital）; //將要轉換的數字量寫入

　　ack（）;

　　stop（）;

　　// DA_led=0; //轉換成功顯示

　　}

　　轉換公式

　　我們可以用一個轉換公式，將ＡＤ轉換后的數字量轉換為對應的電壓值，在數碼管或液晶上顯示，公式如下：

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

　　主函數調用

　　1

　　2

　　3

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

　　Out_A（dat1）; //將數字量轉換為模擬量輸出到led顯示

　　dis_Voltage1（fun（dat1））; //數碼管顯示電壓值

　　Delay_Ms（5）; //延時緩沖

　　這樣就可以實時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簡易的小量程（５ｖ）的電壓表了

　　總結

　　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容，相比于其他的ADDA轉換芯片，它結構簡單，不需要外圍的電路，可以直接使用，而且容易實現模塊化設計，在大多數單片機系統中ADDA幾乎是不可缺少的，而PCF8591只需要兩個IO口（時鐘和數據）和電源就可以實現，大大節省了IO口的使用。

　　關于AT24C02的使用，請看我另一篇隨筆：“基于51單片機IIC通信的AT24C02學習筆記”