【蓝桥杯单片机进阶强化-02】PCF8591的基本原理与A/D转换应用

【1】PCF8591功能概述

      PCF8591是具有IIC接口的8位A/D和D/A转换芯片，具有4路模拟输入、一路DAC输出和一个IIC总线接口。其主要的功能特性如下：
      ●单电源供电，典型值为5V。
      ●通过3个硬件地址引脚编址。
      ●8位逐次逼近式A/D转换。
      ●片上跟踪与保持电路，采样速率取决与IIC总线速度。
      ●4路模拟输入可编程为单端输入或查分输入。
      ●自动增量通道选择。
      ●带一个模拟输出的乘法DAC。

      

【2】设备地址

      PCF8591的设备地址包括固定部分和可编程部分。可编程部分需要根据硬件引脚A0、A1和A2来设置。设备地址的最后一位用于设置数据传输的方向，即读/写位。格式如下图：

      

      在IIC总线协议中，设备地址是起始信号后第一个发送的字节。如果硬件地址引脚A0、A1、A2均接地，那么，PCF8591的设备的读操作地址为：0x91；而写操作地址则为：0x90。

【3】控制寄存器

      在设备地址之后，发送到PCF8591的第二个字节将被存储在控制寄存器中，用于控制器件功能。该寄存器的具体定义如下：

      在蓝桥杯单片机设计与开发赛项使用的CT107D单片机开发平台中，PCF8591的三个硬件引脚地址均接地，两路模拟信号均为单端输入，分别是：
      光敏传感器接到AIN1，通道1；控制寄存器应写入：0x01。
      电位器Rb2接到AIN3，通道3；控制寄存器应写入：0x03。

【4】 A/D转换应用开发流程

      一个A/D转换的周期的开始，总是在发送有效的读设备地址给PCF8591之后，A/D转换在应答时钟脉冲的后沿被触发。PCF8591的A/D转换程序设计流程，可以分为四个步骤：
      1--发送写设备地址，选择IIC总线上的PCF8591器件。
      2--发送控制字节，选择模拟量输入模式和通道。
      3--发送读设备地址，选择IIC总线上的PCF8591器件。
      4--读取PCF8591中目标通道的数据。
    下面以蓝桥杯单片机设计与开发竞赛中，采样可变电阻Rb2的电压为例，展示PCF8591的A/D转换具体代码实现：

void Read_AIN3()
{
	IIC_Start();		//IIC总线起始信号							
	IIC_SendByte(0x90); 	//PCF8591的写设备地址		
	IIC_WaitAck();  	//等待从机应答		
	IIC_SendByte(0x03); 	//写入PCF8591的控制字节		
	IIC_WaitAck();  	//等待从机应答						
	IIC_Stop(); 		//IIC总线停止信号					
	
	IIC_Start();		//IIC总线起始信号									
	IIC_SendByte(0x91); 	//PCF8591的读设备地址		
	IIC_WaitAck(); 		//等待从机应答		
	dat = IIC_RecByte();	//读取PCF8591通道3的数据 			
	IIC_Ack(0); 		//产生非应答信号				
	IIC_Stop(); 		//IIC总线停止信号					
}

【5】进阶强化实训

【6】参考源码共享

#include "regx52.h"
#include "absacc.h"
#include "intrins.h"
#include "iic.h"

sbit S4 = P3^3;

unsigned char dat_rd1;
unsigned char dat_rb2;
unsigned char stat = 0;

unsigned char code SMG_duanma[18]=
		{0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,
		 0x88,0x80,0xc6,0xc0,0x86,0x8e,0xbf,0x7f};

void DelaySMG(unsigned int t)
{
	while(t--);
}

void DisplaySMG_Bit(unsigned char pos, unsigned char value)
{
	XBYTE[0xE000] = 0xFF;
	XBYTE[0xC000] = 0x01 << pos;
	XBYTE[0xE000] = value;
}

void DisplaySMG_ADC(unsigned char channel, unsigned char dat)
{
	DisplaySMG_Bit(0, SMG_duanma[16]);
	DelaySMG(100);
	DisplaySMG_Bit(1, SMG_duanma[channel]);
	DelaySMG(100);
	DisplaySMG_Bit(2, SMG_duanma[16]);
	DelaySMG(100);
			
	DisplaySMG_Bit(3, 0xFF);
	DisplaySMG_Bit(4, 0xFF);
	
	DisplaySMG_Bit(5, SMG_duanma[dat / 100]);
	DelaySMG(100);
	DisplaySMG_Bit(6, SMG_duanma[(dat % 100) / 10]);
	DelaySMG(100);
	DisplaySMG_Bit(7, SMG_duanma[dat % 10]);
	DelaySMG(100);
}

void Read_RD1()
{
	IIC_Start();									
	IIC_SendByte(0x90); 				
	IIC_WaitAck();  							
	IIC_SendByte(0x01); 				
	IIC_WaitAck();  							
	IIC_Stop(); 								
	
	DisplaySMG_ADC(1,dat_rd1);
	
	IIC_Start();									
	IIC_SendByte(0x91); 					
	IIC_WaitAck(); 								
	dat_rd1 = IIC_RecByte(); 			
	IIC_Ack(0); 								
	IIC_Stop(); 									
	DisplaySMG_ADC(1,dat_rd1);
}

void Read_RB2()
{
	IIC_Start();								
	IIC_SendByte(0x90); 					
	IIC_WaitAck();  							
	IIC_SendByte(0x03); 				
	IIC_WaitAck();  						
	IIC_Stop(); 									
	
	DisplaySMG_ADC(3,dat_rb2);
	
	IIC_Start();								
	IIC_SendByte(0x91); 				
	IIC_WaitAck(); 							
	dat_rb2 = IIC_RecByte(); 			
	IIC_Ack(0); 									
	IIC_Stop(); 									
	DisplaySMG_ADC(3,dat_rb2);
}

void Scan_Keys()
{
	if(S4 == 0)
	{
		DelaySMG(100);
		if(S4 == 0)
		{
			if(stat == 0)
			{
				stat = 1;
				while(S4 == 0)
				{
					DisplaySMG_ADC(1,dat_rd1);
				}
			}
			else if(stat == 1)
			{
				stat = 0;
				while(S4 == 0)
				{
					DisplaySMG_ADC(3,dat_rb2);
				}
			}
		}
	}
}

main()
{
	XBYTE[0x8000] = 0xff;
	XBYTE[0xa000] = 0x00;
	while(1)
	{
		Scan_Keys();
		if(stat == 0)
		{
			Read_RD1();
		}
		else if(stat == 1)
		{
			Read_RB2();
		}
	}
}

【小蜜蜂笔记：广东职业技术学院  欧浩源  [email protected]】