I2C總線是Philips公司推出的串行總線，整個(gè)系統(tǒng)僅靠數(shù)據(jù)線（SDA）和時(shí)鐘線（SCL）實(shí)現(xiàn)完善的全雙工數(shù)據(jù)傳輸，即CPU與各個(gè)外圍器件僅靠這兩條線實(shí)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(jiǎn)單、可維護(hù)性好、易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展、易實(shí)現(xiàn)模塊化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

　　在一個(gè)完整的單片機(jī)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(guò)程中僅靠時(shí)鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA就可以實(shí)現(xiàn)。

　　芯片介紹

　　PCF8591是具有I2C總線接口的8位A/D及D/A轉(zhuǎn)換器。有4路A/D轉(zhuǎn)換輸入，1路D/A模擬輸出。這就是說(shuō)，它既可以作A/D轉(zhuǎn)換也可以作D/A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。

　　AIN0～AIN3：模擬信號(hào)輸入端。

　　A0～A3：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(shí)鐘線。

　　OSC：外部時(shí)鐘輸入端，內(nèi)部時(shí)鐘輸出端。

　　EXT：內(nèi)部、外部時(shí)鐘選擇線，使用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)EXT接地。

　　AGND：模擬信號(hào)地。

　　AOUT：D/A轉(zhuǎn)換輸出端。

　　VREF：基準(zhǔn)電源端。

　　應(yīng)用

　　1、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。飛利蒲公司規(guī)定A/D器件地址為1001。引腳地址為A2A1A0，其值由用戶選擇，因此I2C系統(tǒng)中最多可接23=8個(gè)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(dāng)主控器對(duì)A/D器件進(jìn)行讀操作時(shí)為1，進(jìn)行寫操作時(shí)為0。總線操作時(shí)，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)。

　　2、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(hào)由哪幾個(gè)通道輸入等。控制字節(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)。其格式如下所示：

　　其中：D1、D0兩位是A/D通道編號(hào)：00通道0，01通道1，10通道2，11通道3

　　D2 自動(dòng)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(dāng)系統(tǒng)為A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，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(shí)取00，三路差分輸入時(shí)取01，單端與差分輸入時(shí)取10，二路差分輸入時(shí)取11。最低兩位時(shí)通道編號(hào)位，當(dāng)對(duì)0通道的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)取00，當(dāng)對(duì)1通道的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)取01，當(dāng)對(duì)2通道的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)取10，當(dāng)對(duì)3通道的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)取11。

　　在進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)，首先是主控器發(fā)出起始信號(hào)，然后發(fā)出讀尋址字節(jié)，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)，主控器發(fā)出應(yīng)答，主控器從被控器讀出第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，主控器發(fā)出應(yīng)答…一直到主控器從被控器中讀出第n個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，主控器發(fā)出非應(yīng)答信號(hào)，最后主控器發(fā)出停止信號(hào)。

　　pcf8591 ad轉(zhuǎn)換程序詳解