PCF8591的特性原理硬件結(jié)構(gòu)圖

1、PCF8591的功能、特性、硬件結(jié)構(gòu)圖、原理 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

2、】單獨(dú)供電 【2 】PCF8591的操作電壓范圍 【 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 增益DAC路模擬輸出實(shí)現(xiàn)1】通過12【 器件總地址 PCF8591采用典型的I2C總線接口器件尋址方法，即總線地址由器件地址、引腳地址和方向位組成。Pcf8591 的器件地址為10

3、01，引腳地址由A2、A1和A0設(shè)定。對于8*C552這樣具有I2C總線的接口的單片機(jī)，可利用PCF8591進(jìn)行A/D和D/A的串行擴(kuò)展，構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于PCF8591有三位引腳地址，所以一個(gè)系統(tǒng)最多可擴(kuò)展8片pcf8591. PCF8591片內(nèi)有控制寄存器，單片機(jī)通過向該寄存器寫入控制字來控制A/D和D/A轉(zhuǎn)換，為此在轉(zhuǎn)換之前要進(jìn)行寫控制字傳送。其A/D轉(zhuǎn)換部分讀數(shù)據(jù)的操作格式為： 0 A控制字 A 讀數(shù)據(jù)S SLA+W A n NA A . 讀數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)1 即尋址后要首先寫控制字，以進(jìn)行模擬通道選擇、通道增量位和模擬信號輸入形式（單端輸入和差分輸入）等設(shè)置。操作過程中，

4、在PCF8591接收到的每個(gè)應(yīng)答信號的后沿觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換，隨后就是讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果，但讀出 ”是一次無效的操作。0的是前一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果。所以“讀數(shù)據(jù)控制字節(jié) 控制字節(jié)用于實(shí)現(xiàn)器件的各種功能，如模擬信號由哪幾個(gè)通道輸入等?？刂谱止?jié)存放在控制寄存器中，總線操作時(shí)為主控器發(fā)送的第二字節(jié)。其格式如下： 其中：D1、通道2,11自動增益選擇（有效位為D5、端和差分配合輸入、當(dāng)系統(tǒng)為式?jīng)Q定，四路單輸入時(shí)取10，二路差分輸入時(shí)取0通道的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)取對2轉(zhuǎn)換時(shí)取 在進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)，被控器做出應(yīng)答后，主控器從被控器讀出第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，接收器發(fā)出應(yīng)答，主控器從被控器件讀出第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，一直到主控器從被控器中

5、讀D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D0兩位是A/D通道編號：00通道0，01通道1,101） D4模擬量輸入選擇：00為四路單輸入、01為三路差分輸入、11為模擬輸出有效。 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，模擬輸出容許為0.模擬量輸入選擇位取值由輸入方00，三路差分輸入時(shí)取01，單端與差分輸入時(shí)取11.最低兩位時(shí)通道編號位，當(dāng)對A/D轉(zhuǎn)換時(shí)取00，當(dāng)對1通道的模擬信號進(jìn)行A/D通道的模擬信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)取10，當(dāng)對3通道的模擬信號進(jìn)行11。 首先是主控器發(fā)出起始信號，然后發(fā)出讀尋址字節(jié)， 通31為0，A/D出第n個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，接收器發(fā)出非應(yīng)答信號，最后主控器發(fā)出停止信號（啟動和停止信號只能由主

6、控器件發(fā)出）。 I2C總線基本數(shù)據(jù)傳輸格式 I2C總線上的數(shù)據(jù)傳輸按位進(jìn)行，高位在前，低位在后，每傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)通過應(yīng)答信號進(jìn)行一次聯(lián)絡(luò)，傳送的字節(jié)數(shù)不受限制。 啟動信號由主控器件發(fā)出，在發(fā)出啟動信號前，主控器件要通過檢測SCL和SDA來了解總線情況。若總線處于空閑狀態(tài)，即可發(fā)出啟動信號，啟動數(shù)據(jù)傳輸。在啟動信號之后發(fā)出的必定是尋址字節(jié)，尋址字節(jié)由7位從地址和1個(gè)方向位組成。其中從地址用于尋址從器件，而方向位用于規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸方向。尋址字節(jié)通常寫為SLA+R/W,其中R代表讀，W代表寫。R/W=1時(shí)，表示主控器件讀（接收）數(shù)據(jù)；R/W=0時(shí)，表示主控器件寫（發(fā)送）數(shù)據(jù)。所以通過尋址字節(jié)即可知道

7、要尋哪個(gè)器件以及進(jìn)行哪個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳輸。 當(dāng)主控器件發(fā)出尋址字節(jié)后，其他各器件都接收到了總線上的尋址字節(jié)，并與自己的從地址進(jìn)行比較，當(dāng)某器件比較相等確認(rèn)自己被尋址后，該器件就返回應(yīng)答信號，以作為被尋址的響應(yīng)。此時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鲝碾p方以及傳輸方向就確定了下來，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 數(shù)據(jù)傳輸同樣以字節(jié)為單位，數(shù)據(jù)字節(jié)傳輸需要通過應(yīng)答信號進(jìn)行確認(rèn)。所以每傳輸一個(gè)字節(jié)就有一個(gè)應(yīng)答信號，直到數(shù)據(jù)傳輸完畢，主控器件發(fā)出停止信號。結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸，釋放總線。 I2C總線的狀態(tài)和信號 啟動信號和停止信號 串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始和結(jié)束由總線的啟動信號和停止信號控制，啟動信號和停止信號只能由主控器件發(fā)出，它們對應(yīng)的是SCL的高電平與SDA的跳變。當(dāng)SCL線為高電平時(shí)，主控器件在SDA線上產(chǎn)生一個(gè)電平負(fù)跳變時(shí)，這便是啟動信號，總線啟動后，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)SCL線為高電平時(shí)，主控器件在SDA上產(chǎn)生一個(gè)電平正跳變，這便是總線的停止信號。 引腳信息 AINAIN3：模擬信號輸入0端。 PCF8591引腳 A0A2：引腳地址端。 VDD、VSS：電源端。 （6V）