PCF8591的应用实例

1、摘要:I2C总线是Philips公司推出的新型单片机系统。它采用串行总线，主控器与外围器 件仅靠两条线进行信息传输，一条称为时钟线（SCL ），另一条位数据线（SDA ）。I2C总线单片机系统较通用单片机系统电路简单。由普通CPU芯片同I2C专用器件组成的系统为模拟I2C系统，它性能稳定，价格较低，目前已得到广泛应用本文介绍了具有I2C接口的A/D芯片PCF8591的引脚图及应用电路，并在暖水锅炉温度记录仪中得到应用。关键词：I2C总线 A/D转换器件地址控制字节1引言I2C总线是Philips公司推出的串行总线， 整个系统仅靠数据线 （SDA）和时钟线（SCL） 实现完善的全双工数据传输，即

2、 CPU与各个外围器件仅靠这两条线实现信息交换。I2C总线系统与传统的并行总线系统相比具有结构简单、可维护性好、易实现系统扩展、易实现模块化标准化设计、可靠性高等优点。SCL和数据线SDA就在一个完整的单片机系统中，A/D转换芯片往往是必不可少的。PCF8591是一种具有I2C 总线接口的A/D转换芯片。在与CPU的信息传输过程中仅靠时钟线 可以实现。A1N6 m2回AIN1 叵耳AOUT川胆叵A1N3 ±A0叵m E KT俎庄3 OSCA?叵1，U，BB 叵£ SDA欢迎访冋Kttp :/www. 51kai fa. com图1 PCF8591弓I脚2芯片介绍8位A/D及

3、D/A转换器。A/D转换也可以作 D/APCF8591是具有I2C总线接口的有4路A/D转换输入，1路D/A模拟输出。这就是说，它既可以作转换。A/D转换为逐次比较型。引脚图如图1所示。结构图如图2所示。电源电压典型值为5V。AIN0AIN3 :模拟信号输入端。A0A3 :引脚地址端。VDD、VSS :电源端。（2.5 6V）SDA、SCL : I2C总线的数据线、时钟线。OSC :外部时钟输入端，内部时钟输出端。EXT :内部、外部时钟选择线，使用内部时钟时EXT接地。AGND :模拟信号地。AOUT : D/A转换输出端。VREF :基准电源端。图 2PCF85913应用3.1器件总地址P

4、CF8591采用典型的I2C总线接口器件寻址方法， 即总线地址由器件地址、 引脚地址和 方向位组成。飞利蒲公司规定 A/D器件地址为1001。弓I脚地址为 A2A1A0，其值由用户选 择，因此I2C系统中最多可接 23=8个具有I2C总线接口的A/D器件。地址的最后一位为方 向位R/，当主控器对 A/D器件进行读操作时为 1,进行写操作时为 0。总线操作时，由器 件地址、引脚地址和方向位组成的从地址为主控器发送的第一字节。3.2控制字节控制字节用于实现器件的各种功能，如模拟信号由哪几个通道输入等。控制字节存放在控制寄存器中。总线操作时为主控器发送的第二字节。其格式如下所示：MSBLSB0XXX

5、0XXXD7 D6 D5 D4 D3 D2 DI DO其中：D1、D0两位是 A/D通道编号：00通道0, 01通道1 , 10通道2 , 11通道3D2自动增益选择（有效位为1 ）D5、D4模拟量输入选择：00为四路单数入、01为三路差分输入、10为单端与差分 配合输入、11为模拟输出允许有效当系统为A/D转换时，模拟输出允许为 0。模拟量输入选择位取值由输入方式决定：四路单端输入时取 00,三路差分输入时取 01，单端与差分输入时取 10，二路差分输入时取 11。最低两位时通道编号位，当对0通道的模拟信号进行 A/D转换时取00 ,当对1通道的模拟信号进行 A/D转换时取01，当对2通道的

6、模拟信号进行 A/D转换时取10 ,当对3通 道的模拟信号进行 A/D转换时取11。在进行数据操作时，首先是主控器发出起始信号，然后发出读寻址字节，被控器做出应 答后，主控器从被控器读出第一个数据字节，主控器发出应答，主控器从被控器读出第二个数据字节，主控器发出应答一直到主控器从被控器中读出第n个数据字节，主控器发出非应答信号，最后主控器发出停止信号。3.3应用电路如图3所示电路是暖水锅炉水温检测和A/D转换电路。AD581作为电流型温度传感器AD590的基准电源。两只 AD590分别用来采集上水和回水的温度。欢iSliStp:/-l&v7777 -l&VQ图3暖

7、水锅炉水温检钢蛹加D转换电路D>AD581AD59O4&VE19(a冒冒d駛UT VEEF 占GNU1S图3暖水锅炉水温检测和 A/D转换电路温度变化时通过 AD590的电流发生变化，温度每升高1C,电流增加1mA。两只远放电 路的作用是将电流信号转变为电压信号。图中R6、R7、R8、R9是温度校准电位器，均采用精细电位器。图中 R6和R7分别用来校准0 C时两运放的输出电压，即将传感器置于冰 水混合液中时，调节 R6或R7使运放的输出电压，即将传感器置于冰水混合液中时，调节 R6或R7使运放的输出电压为 0V。图中R8和R9分别用来校准100 C时两运放的输出电 压，即将传感器置于沸水时，调节R8或R9使两运放的输出电压为某一确定值。此值由使用者决定，当然，其值大小要考虑A/D转换器选用的基准电源值。A/D转换器PCF8591靠数据线SDL和时钟线SCL与CPU联系。由软件决定水温