AD（DA）芯片PCF8591使用介绍_pcf8591引脚功能图

AD（DA）芯片PCF8591简介

      PCF8591是具有I2C 总线接口的8 位A/D 及D/A 转换器。PCF8591有4个模拟输入、1个模拟输出和1个I²C总线接口。PCF8591有3个地址引脚A0, A1和A2,用于硬件地址设定，这允许在一条I2C总线上接入8个PCF8591器件。

      PCF8591实物如下图所示：

AD（DA）芯片PCF8591引脚

      1、AIN0、AIN1、AIN2、AIN3：模拟信号输入管脚。

      2、A0、A1、A2：硬件地址设定管脚。

      3、VDD：接电源（2.5V～6V）正极。

      4、VSS：接电源（2.5V～6V）负极，即GND。

      5、SDA：I2C 总线的数据线。

      6、SCL：I2C 总线的时钟线。

      7、OSC：外部时钟输入端，内部时钟输出端。

      8、EXT：内部、外部时钟选择线，使用内部时钟时EXT 接地。

      9、AGND：模拟信号地。

      10、AOUT：D/A 转换输出端。

      11、VREF：基准电源端。

AD（DA）芯片PCF8591内部结构框图

AD（DA）芯片PCF8591特性

      1、PCF8591为单独供电，电压范围2.5V～6V。

      2、PCF8591待机电流低。

      3、PCF8591通过I2C总线串行输入/输出，其采样率由I2C总线速率决定。

      4、PCF8591通过3个地址引脚设定硬件地址。

      5、4个模拟输入可编程为单端型或差分输入。

      6、自动增量频道选择。

      7、PCF8591的模拟电压范围：VSS～VDD。

      9、PCF8591内置跟踪保持电路。

      10、8位逐次逼近AD转换器。

      11、带1路模拟输出DAC。

AD（DA）芯片PCF8591应用

      PCF8591器件总地址

      PCF8591采用I2C总线接口器件寻址。地址由固定部分、可编程部分和方向位组成。固定部分为1001。可编程部分必须根据地址引脚AO、A1和A2进行设置，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PCF8591。地址字节的最后一位是读写位，它设定了接下来数据传输的方向（为0是写，为1是读）。  

      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通道选择位：这两位是A/D 通道选择位，为00时选择通道AIN0、为01时选择通道AIN1、为10时选择通道AIN2、为11时选择通道AIN3。

      D2自动增量选择位：为1时有效，如果自动增量标志置1，每次A/D 转换后通道号将自动增加。

      D3固定值为0。

      D5、D4 模拟量输入选择：为00时为四路单数入、为01时为三路差分输入、为10时为单端与差分混合输入、为11时为两个差分输入。一般设置为为单端输入00。

      D6模拟输出使能位：进行DA转换时需要置为1。

      D7固定值为0。

AD（DA）芯片PCF8591的D/A转换

      发送到PCF8591的第三个字节被存储在DAC数据寄存器中，并使用片上D/ A转换器转换为相应的模拟电压。

      这个D/A转换器由一个电阻链组成，该电阻链由256个电阻组成的分压电路和选择开关组成。

      提供给模拟输出DAC out的输出电压由下图中的公式给出。D/A转换顺序的波形图如下图所示。

 

 

      S表示I2C传输开始,P表示I2C传输停止。

      要使用D/A转换，首先必须使能模拟输出，然后再根据流程：

      1、I2C传输开始信号。

      2、写PCF8591地址。

      3、等待PCF8591回应。

      4、写控制字节。

      5、等待PCF8591回应。

      6、写DAC的值。

      7、等待PCF8591回应。

      （6到7步可以一直循环进行，且DAC的值可以一直改变，只要没有重新I2C开始信号，或者结束信号，DAC输出就一直是最后一个输出的值。）

      8、I2C传输结束。

AD（DA）芯片PCF8591的A/D转换

      PCF8591芯片的A/D转换器采用逐次逼近转换技术。A/D转换周期是在传输一个有效的读模式地址到PCF8591后开始的。

      A/D转换周期在应答时钟脉冲的后缘触发，一旦转换周期被触发，所选通道的输入电压样本被转换成相应的8位二进制码。

      S表示I2C传输开始,P表示I2C传输停止。

      1、I2C传输开始信号

      2、写PCF8591地址

      3、等待PCF8591回应

      4、读PCF8591

      5、等待主机回应

      （4到5步可以一直循环进行，直到不需要AD转换了）

      6、I2C传输结束。

AD（DA）芯片PCF8591的应用电路