【正文】 腳 A0, A1和 A2 可用于硬件地址編程，允許在同 一 個(gè) I178。C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(hào)都是通過雙線雙向 I178。C 總線以串行的方式進(jìn)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(dú)供電 PCF8591的操作電壓范圍 低待機(jī)電流 通過 I2C總線串行輸入 /輸出 PCF8591通過 3個(gè)硬件地址引腳尋址 PCF8591的采樣率由 I2C總線速率決定 4個(gè)模擬輸入可編程為單端型或差分輸入 自動(dòng)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(shí)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(hào)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(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。 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?？删幊滩糠直匦韪鶕?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(gè)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(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?？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 圖 5所示： 其中： D 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） 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(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)。 （ 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(shí)使用片上轉(zhuǎn)換器和高增益比較器。一個(gè) A/D轉(zhuǎn)換周期總是開始于發(fā)送一個(gè)有效讀模式地址給 PCF8591之后。 A/D轉(zhuǎn)換周期子在應(yīng)答時(shí)鐘脈沖的后延被觸發(fā)。并在傳輸前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)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(gè)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(duì)應(yīng)的 8位二進(jìn)制碼，取自差分輸入的采樣將被轉(zhuǎn)換為 8位二進(jìn)制補(bǔ)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(dòng)增量標(biāo)志被置 1，將選擇下一個(gè)通道。在讀周期傳輸?shù)牡谝粋€(gè)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(gè)字節(jié)是 0x80。最高 A/D轉(zhuǎn)換速率取決于實(shí)際的 IIC總線速度。 （ 4） D/A轉(zhuǎn)換 發(fā)送給 PCF8591的第三個(gè)字節(jié)被存儲(chǔ)到 DAC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并使用片內(nèi) D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的模 擬電壓。這個(gè) D/A 轉(zhuǎn)換器由連接到外部參考電壓的具有 256 個(gè)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(gè)接頭至 DAC輸出線。 模擬輸出電壓由自動(dòng)清零單位增益放大器緩沖。這個(gè)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(dòng)清零緩沖放大器需要的時(shí)鐘信號(hào)。在使用這個(gè)振蕩器時(shí) 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(shí)鐘信號(hào)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(shí)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(shí)啟動(dòng)。 （ 1）位傳輸 一個(gè)數(shù)據(jù)位在每一個(gè)時(shí)鐘脈沖期間傳輸。 SDA線上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定。這個(gè)期間數(shù)據(jù)線上的改變被當(dāng)作控制信號(hào)。 具體時(shí)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(shí)鐘線在總不忙時(shí)保持高電平。在時(shí)鐘為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線上的一個(gè)由高到低的變化被定義為開始條件。時(shí)鐘為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線上的一個(gè)由低到高的變化被定義為停止條件。 具體時(shí)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(jī)”，接收信息的器件稱作“ 接收機(jī)”?？刂菩畔⒌钠骷Q作“主機(jī)”，被控制的器件稱作“從機(jī)”。 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(jī)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)是沒有限制的。每個(gè) 8位數(shù)據(jù)字節(jié)之后緊跟著一個(gè)應(yīng)答位。應(yīng)答位是由發(fā)送機(jī)放在總線的一個(gè)高電平，而主機(jī)也產(chǎn)生一個(gè)額外的與應(yīng)答有關(guān)的時(shí)鐘脈沖。地址匹配的從接收機(jī)必須在接收每一個(gè)字節(jié)后產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答。在應(yīng)答時(shí)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(shí)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(jī)終止的最后一個(gè)字節(jié)，主接收機(jī) 必須通過產(chǎn)生一個(gè)低電平應(yīng)答向發(fā)送機(jī)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)束信號(hào)，這樣發(fā)送機(jī)必須將數(shù)據(jù)線 SDA拉高以允許主機(jī)產(chǎn)生停止條件。 具體時(shí)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(gè)有效的硬件地址必須發(fā)送至 PCF8591。讀 /寫位定義了以后單個(gè)或多個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较颉ｉ_始條件、停止條件和應(yīng)答位的格式應(yīng)定時(shí)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(gè)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(shí)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(hào)等點(diǎn)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(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2