PCF8591应用程序实例

    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。

2、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。

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。

3 应用

    3.1 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。

    3.2 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：

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及D/A转换器的应用程序

[日期:2009-07-06 ] [来源:东哥单片机学习网 作者:admin] [字体：大 中 小]  (投递新闻) 

PCF8591 AD及D/A转换器的应用程序

//-----------------------函数声明，变量定义--------------------------------------------------------

#include

#include

sbit SDA=P1^0;                          // 将p1.0口模拟数据口

sbit SCL=P1^1;                          // 将p1.1口模拟时钟口

#define delayNOP(); {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();};                  

bit   bdata SystemError;                // 从机错误标志位

//-----------------------PCF8591专用变量定义--------------------------------------------------------

#define PCF8591_WRITE 0x92

#define PCF8591_READ  0x93

#define  NUM  4                      // 接收和发送缓存区的深度

unsigned char idata receivebuf[NUM];    // 数据接收缓冲区

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

// 函数名称： iic_start()

// 函数功能： 启动I2C总线子程序

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

void iic_start(void)

{  EA=0;            //时钟保持高，数据线从高到低一次跳变，I2C通信开始

 SDA = 1;         

 SCL = 1;

 delayNOP();      // 延时5us 

 SDA = 0;

 delayNOP();

 SCL = 0;

}

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

// 函数名称： iic_stop()

// 函数功能： 停止I2C总线数据传送子程序

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

void iic_stop(void)

{ 

 SDA = 0;       //时钟保持高，数据线从低到高一次跳变，I2C通信停止

 SCL = 1;

 delayNOP();

 SDA = 1;

 delayNOP();

 SCL = 0;

}

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

// 函数名称： slave_ACK

// 函数功能： 从机发送应答位子程序

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

void slave_ACK(void)

{

 SDA = 0;    

 SCL = 1;

 delayNOP();   

 SDA = 1;

 SCL = 0;

}

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

// 函数名称： slave_NOACK

// 函数功能： 从机发送非应答位子程序，迫使数据传输过程结束

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

void slave_NOACK(void)

{ 

 SDA = 1;   

 SCL = 1;

 delayNOP();

 SDA = 0;

 SCL = 0;

}

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

// 函数名称： check_ACK

// 函数功能： 主机应答位检查子程序，迫使数据传输过程结束

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

void check_ACK(void)

{ 

 SDA = 1;      // 将p1.0设置成输入，必须先向端口写1

 SCL = 1;

 F0 = 0;

 if(SDA == 1)    // 若SDA=1表明非应答，置位非应答标志F0

  F0 = 1;

 SCL = 0;

}

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

// 函数名称： IICSendByte

// 入口参数： ch

// 函数功能： 发送一个字节

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

void IICSendByte(unsigned char ch)

{ 

 unsigned char idata n=8;     // 向SDA上发送一位数据字节，共八位

 while(n--)

 { 

  if((ch&0x80) == 0x80)    // 若要发送的数据最高位为1则发送位1

  {

   SDA = 1;    // 传送位1

   SCL = 1;

   delayNOP();

   SDA = 0;

   SCL = 0;    

  }

  else

  {  

   SDA = 0;    // 否则传送位0

   SCL = 1;

   delayNOP();

   SCL = 0;  

  }

ch = ch<<1; // 数据左移一位

 }

}

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

// 函数名称： IICreceiveByte

// 返回接收的数据

// 函数功能： 接收一字节子程序

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

unsigned char IICreceiveByte(void)

{

 unsigned char idata n=8;    // 从SDA线上读取一上数据字节，共八位

 unsigned char tdata;

 while(n--)

 {

  SDA = 1;

  SCL = 1;

tdata = tdata<<1; // 左移一位，或_crol_(temp,1)

  if(SDA == 1)

   tdata = tdata|0x01;    // 若接收到的位为1，则数据的最后一位置1

  else 

   tdata = tdata&0xfe;    // 否则数据的最后一位置0

  SCL=0;

 }

 return(tdata);

}

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

// 函数名称： DAC_PCF8591

// 入口参数： slave_add从机地址,n要发送的数据个数

// 函数功能： 发送n位数据子程序

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

void DAC_PCF8591(unsigned char controlbyte,unsigned char wdata)

{    

 iic_start();                // 启动I2C

 IICSendByte(PCF8591_WRITE);     // 发送地址位

 check_ACK();                // 检查应答位

    if(F0 == 1)

 { 

  SystemError = 1;

  return;    // 若非应答表明器件错误或已坏，置错误标志位SystemError

 }

    IICSendByte(controlbyte&0x77); //Control byte

 check_ACK();                // 检查应答位

    if(F0 == 1)

 { 

  SystemError = 1;

  return;    // 若非应答表明器件错误或已坏，置错误标志位SystemError

 }

     IICSendByte(wdata); //data byte

 check_ACK();                // 检查应答位

    if(F0 == 1)

 { 

  SystemError = 1;

  return;    // 若非应答表明器件错误或已坏，置错误标志位SystemError

 }

 iic_stop();         // 全部发完则停止

 delayNOP();

 delayNOP();

 delayNOP();

 delayNOP();

}

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

// 函数名称： ADC_PCF8591

// 入口参数： controlbyte控制字

// 函数功能： 连续读入4路通道的A/D转换结果到receivebuf

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

void ADC_PCF8591(unsigned char controlbyte)

{ 

    unsigned char idata receive_da,i=0;

 iic_start();

 IICSendByte(PCF8591_WRITE); //控制字

 check_ACK();

 if(F0 == 1)

 {

  SystemError = 1;

  return;

 }

 IICSendByte(controlbyte); //控制字

 check_ACK();

 if(F0 == 1)

 {

  SystemError = 1;

  return;

 }

    iic_start();     //重新发送开始命令

    IICSendByte(PCF8591_READ); //控制字

 check_ACK();

 if(F0 == 1)

 {

  SystemError = 1;

  return;

 }

while(i<4)

 { 

  receive_da=IICreceiveByte();

  receivebuf[i++]=receive_da;

  slave_ACK();    // 收到一个字节后发送一个应答位

 }

 slave_NOACK();    // 收到最后一个字节后发送一个非应答位

 iic_stop();

}

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

// 函数名称： main

// 函数功能： 主程序

//--------------------------------------------------------------------------------------------------

main()

{

DAC_PCF8591(0x40,0); //控制字为0100 0000，允许模拟量输出

                     //零值点输出测试

DAC_PCF8591(0x40,0xff); //控制字为0100 0000，允许模拟量输出

                     //满值点输入测试

ADC_PCF8591(0x40);

}