【正文】 腳 A0, A1和 A2 可用于硬件地址編程，允許在同 一 個 I178。C總線上接入 8 個 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 I178。C 總線以串行的方式進行傳輸。 PCF8591 的功能包括多路模擬輸入、內(nèi)置跟蹤保持、 8bit 模數(shù)轉(zhuǎn)換和 8bit 數(shù)模轉(zhuǎn)換。PCF8591 的最大轉(zhuǎn)化速率由 I178。C 總線的最大速率決定。 主要技術(shù)指標(biāo)和特性 單獨供電 PCF8591的操作電壓范圍 低待機電流 通過 I2C總線串行輸入 /輸出 PCF8591通過 3個硬件地址引腳尋址 PCF8591的采樣率由 I2C總線速率決定 4個模擬輸入可編程為單端型或差分輸入 自動增量頻道選擇 PCF8591的模擬電壓范圍從 Vss到 VDD PCF8591內(nèi)置跟蹤保持電路 8bit逐次逼近 A/D轉(zhuǎn)換器 通過 1路模擬輸出實現(xiàn) DAC增益 ADC0808引腳功能 PCF8591引腳圖如圖 3所示 AIN0～ AIN3：模擬信號輸入端。 A0～ A3：引腳地址端。 VDD、 VSS：電源端。 （ ～ 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(zhǔn)電源端。 4 功能描述 （ 1）地址 IIC總線系統(tǒng)中的每一片 PCF8591通過發(fā)送有效地址到該地址器件來激活。該地址包括固定部分和可編程部分。可編程部分必需根據(jù)地址 引腳 A0、 A1和 A2來設(shè)置。在 IIC總線協(xié)議中地址必需是起始條件后作為第一個字節(jié)發(fā)送。地址字節(jié)的最后一位是用于設(shè)置以后數(shù)據(jù)傳輸方向的讀 /寫。 圖 3 PCF8591 引腳圖 （ 2） 控制字 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 圖 5所示： 其中： D 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 3 D2 自動增益選擇（有效位為 1） D 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，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(dāng)對 0 通道的模擬信號進行 A/D 轉(zhuǎn)換時取 00，當(dāng)對 1 通道的模擬信號進行 A/D轉(zhuǎn)換時取 01，當(dāng)對 2通道的模擬信號進行 A/D轉(zhuǎn)換時取 10，當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)答信號，最后主控器發(fā)出停止信號。 （ 3） A/D轉(zhuǎn)換 A/D轉(zhuǎn)換器采用逐次逼近轉(zhuǎn)換技術(shù)。在 A/D轉(zhuǎn)換周期將臨時使用片上轉(zhuǎn)換器和高增益比較器。一個 A/D轉(zhuǎn)換周期總是開始于發(fā)送一個有效讀模式地址給 PCF8591之后。 A/D轉(zhuǎn)換周期子在應(yīng)答時鐘脈沖的后延被觸發(fā)。并在傳輸前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果時執(zhí)行（見圖 6） 圖 4 PCF8591 地址設(shè)置 圖 5 控 制字格式 圖 6 A/D轉(zhuǎn)換 一旦一個轉(zhuǎn)換周期被觸發(fā)，所選通的輸入電壓采樣將保存到芯片并被轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的 8位二進制碼，取自差分輸入的采樣將被轉(zhuǎn)換為 8位二進制補碼 轉(zhuǎn)換結(jié)果被保存在 ADC數(shù)據(jù)寄存器等待傳輸。如果自動增量標(biāo)志被置 1，將選擇下一個通道。在讀周期傳輸?shù)牡谝粋€字節(jié)包含前一次讀周期的轉(zhuǎn)換結(jié)果代碼，以上電復(fù)位之后讀取的第一個字節(jié)是 0x80。最高 A/D轉(zhuǎn)換速率取決于實際的 IIC總線速度。 （ 4） D/A轉(zhuǎn)換 發(fā)送給 PCF8591的第三個字節(jié)被存儲到 DAC數(shù)據(jù)存儲器，并使用片內(nèi) D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模 擬電壓。這個 D/A 轉(zhuǎn)換器由連接到外部參考電壓的具有 256 個接頭的電阻分壓電路和選擇開關(guān)組成。接頭譯碼器切換一個接頭至 DAC輸出線。 模擬輸出電壓由自動清零單位增益放大器緩沖。這個緩沖放大器可通過設(shè)置控制寄存器的模擬輸出允許標(biāo)志來打開或關(guān)閉。在激活狀態(tài)，輸出電壓將保持到新的數(shù)據(jù)字節(jié)被發(fā)送。 提供給模擬輸出 AOUT的輸出電壓由下式給出。 D/A轉(zhuǎn)換順序的波形圖如圖 7 AOUTV = AGNDV + 256AGNDREF VV ? ?? ?70 2i iiD 圖 7 D/A轉(zhuǎn)換 （ 5）振蕩器 片上振蕩器產(chǎn)生 A/D轉(zhuǎn)換周期和刷新自動清零緩沖放大器需要的時鐘信號。在使用這個振蕩器時 EXT引腳必須連接到 VSS。在 OSC引腳振蕩頻率是可用的。 如果 EXT引腳被連接到 VDD，振蕩輸出 OSC將切換到高阻態(tài)以允許用戶連接外部時鐘信號至 OSC。 6 I2C總線特性 I2C總線是不同的 IC或模塊 之間的雙向兩線通信，這兩條線是串行數(shù)據(jù)線（ SDA）和串行時鐘線（ SCL），這兩條線必須通過上拉電路連接至正電源。數(shù)據(jù)傳輸只能是在總線 不忙時啟動。 （ 1）位傳輸 一個數(shù)據(jù)位在每一個時鐘脈沖期間傳輸。 SDA線上的數(shù)據(jù)必須在時鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定。這個期間數(shù)據(jù)線上的改變被當(dāng)作控制信號。 具體時序如圖 8所示： 圖 8 位傳輸 （ 2）開始或停止條件 數(shù)據(jù)和時鐘線在總不忙時保持高電平。在時鐘為高電平時，數(shù)據(jù)線上的一個由高到低的變化被定義為開始條件。時鐘為高電平時，數(shù)據(jù)線上的一個由低到高的變化被定義為停止條件。 具體時序如圖 9所示 圖 9 開始和停止條件 （ 3）系統(tǒng)配置 產(chǎn)生信息的器件稱作“發(fā)送機”，接收信息的器件稱作“ 接收機”?？刂菩畔⒌钠骷Q作“主機”，被控制的器件稱作“從機”。 如圖 10 所示： 圖 10 系統(tǒng)配置 （ 4）應(yīng)答 在開始和停止條件之間從發(fā)送機傳輸?shù)浇邮諜C的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)是沒有限制的。每個 8位數(shù)據(jù)字節(jié)之后緊跟著一個應(yīng)答位。應(yīng)答位是由發(fā)送機放在總線的一個高電平，而主機也產(chǎn)生一個額外的與應(yīng)答有關(guān)的時鐘脈沖。地址匹配的從接收機必須在接收每一個字節(jié)后產(chǎn)生一個應(yīng)答。在應(yīng)答時鐘脈沖期間，應(yīng)答的器件必須將 SDA線拉低。因此在應(yīng)答相應(yīng)的時鐘脈沖的高電平期間， SDA線必須保持穩(wěn)定的低電平。在由從機終止的最后一個字節(jié)，主接收機 必須通過產(chǎn)生一個低電平應(yīng)答向發(fā)送機發(fā)送一個數(shù)據(jù)結(jié)束信號，這樣發(fā)送機必須將數(shù)據(jù)線 SDA拉高以允許主機產(chǎn)生停止條件。 具體時序如圖 11所示 圖 11 I2C 總線應(yīng)答 （ 5）總線協(xié)議 在開始條件后一個有效的硬件地址必須發(fā)送至 PCF8591。讀 /寫位定義了以后單個或多個字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?。開始條件、停止條件和應(yīng)答位的格式應(yīng)定時參考 I2C總線特性。在寫模式數(shù)據(jù)傳輸通過發(fā)送下一個數(shù)據(jù)的停止條件或開始條件來約束。 總線協(xié)議具體時序如圖 12,13所示： 圖 12 寫模式的總線協(xié)議， D/A轉(zhuǎn)換 圖 13 讀模式的總線協(xié)議， A/D轉(zhuǎn)換 LCD1602 液晶 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD。 ① 引腳功能說明 1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的 14腳（無背光）或 16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明 如表 2 所示。 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2