PCF8591的應用實例

1、摘要:I2C總線是Philips公司推出的新型單片機系統(tǒng)。它采用串行總線，主控器與外圍器 件僅靠兩條線進行信息傳輸，一條稱為時鐘線（SCL ），另一條位數(shù)據(jù)線（SDA ）。I2C總線單片機系統(tǒng)較通用單片機系統(tǒng)電路簡單。由普通CPU芯片同I2C專用器件組成的系統(tǒng)為模擬I2C系統(tǒng)，它性能穩(wěn)定，價格較低，目前已得到廣泛應用本文介紹了具有I2C接口的A/D芯片PCF8591的引腳圖及應用電路，并在暖水鍋爐溫度記錄儀中得到應用。關(guān)鍵詞：I2C總線 A/D轉(zhuǎn)換器件地址控制字節(jié)1引言I2C總線是Philips公司推出的串行總線， 整個系統(tǒng)僅靠數(shù)據(jù)線 （SDA）和時鐘線（SCL） 實現(xiàn)完善的全雙工數(shù)據(jù)傳輸，即

2、 CPU與各個外圍器件僅靠這兩條線實現(xiàn)信息交換。I2C總線系統(tǒng)與傳統(tǒng)的并行總線系統(tǒng)相比具有結(jié)構(gòu)簡單、可維護性好、易實現(xiàn)系統(tǒng)擴展、易實現(xiàn)模塊化標準化設計、可靠性高等優(yōu)點。SCL和數(shù)據(jù)線SDA就在一個完整的單片機系統(tǒng)中，A/D轉(zhuǎn)換芯片往往是必不可少的。PCF8591是一種具有I2C 總線接口的A/D轉(zhuǎn)換芯片。在與CPU的信息傳輸過程中僅靠時鐘線 可以實現(xiàn)。A1N6 m2回AIN1 叵耳AOUT川膽叵A1N3 ±A0叵m E KT俎莊3 OSCA?叵1，U，BB 叵£ SDA歡迎訪冋Kttp :/www. 51kai fa. com圖1 PCF8591弓I腳2芯片介紹8位A/D及

3、D/A轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換也可以作 D/APCF8591是具有I2C總線接口的有4路A/D轉(zhuǎn)換輸入，1路D/A模擬輸出。這就是說，它既可以作轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換為逐次比較型。引腳圖如圖1所示。結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。電源電壓典型值為5V。AIN0AIN3 :模擬信號輸入端。A0A3 :引腳地址端。VDD、VSS :電源端。（2.5 6V）SDA、SCL : I2C總線的數(shù)據(jù)線、時鐘線。OSC :外部時鐘輸入端，內(nèi)部時鐘輸出端。EXT :內(nèi)部、外部時鐘選擇線，使用內(nèi)部時鐘時EXT接地。AGND :模擬信號地。AOUT : D/A轉(zhuǎn)換輸出端。VREF :基準電源端。圖 2PCF85913應用3.1器件總地址P

4、CF8591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。飛利蒲公司規(guī)定 A/D器件地址為1001。弓I腳地址為 A2A1A0，其值由用戶選 擇，因此I2C系統(tǒng)中最多可接 23=8個具有I2C總線接口的A/D器件。地址的最后一位為方 向位R/，當主控器對 A/D器件進行讀操作時為 1,進行寫操作時為 0。總線操作時，由器 件地址、引腳地址和方向位組成的從地址為主控器發(fā)送的第一字節(jié)。3.2控制字節(jié)控制字節(jié)用于實現(xiàn)器件的各種功能，如模擬信號由哪幾個通道輸入等。控制字節(jié)存放在控制寄存器中。總線操作時為主控器發(fā)送的第二字節(jié)。其格式如下所示：MSBLSB0XXX

5、0XXXD7 D6 D5 D4 D3 D2 DI DO其中：D1、D0兩位是 A/D通道編號：00通道0, 01通道1 , 10通道2 , 11通道3D2自動增益選擇（有效位為1 ）D5、D4模擬量輸入選擇：00為四路單數(shù)入、01為三路差分輸入、10為單端與差分 配合輸入、11為模擬輸出允許有效當系統(tǒng)為A/D轉(zhuǎn)換時，模擬輸出允許為 0。模擬量輸入選擇位取值由輸入方式?jīng)Q定：四路單端輸入時取 00,三路差分輸入時取 01，單端與差分輸入時取 10，二路差分輸入時取 11。最低兩位時通道編號位，當對0通道的模擬信號進行 A/D轉(zhuǎn)換時取00 ,當對1通道的模擬信號進行 A/D轉(zhuǎn)換時取01，當對2通道的

6、模擬信號進行 A/D轉(zhuǎn)換時取10 ,當對3通 道的模擬信號進行 A/D轉(zhuǎn)換時取11。在進行數(shù)據(jù)操作時，首先是主控器發(fā)出起始信號，然后發(fā)出讀尋址字節(jié)，被控器做出應 答后，主控器從被控器讀出第一個數(shù)據(jù)字節(jié)，主控器發(fā)出應答，主控器從被控器讀出第二個數(shù)據(jù)字節(jié)，主控器發(fā)出應答一直到主控器從被控器中讀出第n個數(shù)據(jù)字節(jié)，主控器發(fā)出非應答信號，最后主控器發(fā)出停止信號。3.3應用電路如圖3所示電路是暖水鍋爐水溫檢測和A/D轉(zhuǎn)換電路。AD581作為電流型溫度傳感器AD590的基準電源。兩只 AD590分別用來采集上水和回水的溫度。歡iSliStp:/-l&v7777 -l&VQ圖3暖

7、水鍋爐水溫檢鋼蛹加D轉(zhuǎn)換電路D>AD581AD59O4&VE19(a冒冒d駛UT VEEF 占GNU1S圖3暖水鍋爐水溫檢測和 A/D轉(zhuǎn)換電路溫度變化時通過 AD590的電流發(fā)生變化，溫度每升高1C,電流增加1mA。兩只遠放電 路的作用是將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枴D中R6、R7、R8、R9是溫度校準電位器，均采用精細電位器。圖中 R6和R7分別用來校準0 C時兩運放的輸出電壓，即將傳感器置于冰 水混合液中時，調(diào)節(jié) R6或R7使運放的輸出電壓，即將傳感器置于冰水混合液中時，調(diào)節(jié) R6或R7使運放的輸出電壓為 0V。圖中R8和R9分別用來校準100 C時兩運放的輸出電 壓，即將傳感器置于沸水時，調(diào)節(jié)R8或R9使兩運放的輸出電壓為某一確定值。此值由使用者決定，當然，其值大小要考慮A/D轉(zhuǎn)換器選用的基準電源值。A/D轉(zhuǎn)換器PCF8591靠數(shù)據(jù)線SDL和時鐘線SCL與CPU聯(lián)系。由軟件決定水溫