电路设计实例（PCF8591芯片使用）
由于要测多路AD，本身使用的芯片通道不够，差几路决定使用外置ADC完成，后决定使用PCF8591，带IIC后期很好管理。
AD的主要参数：
1、AD的位数：表明这个AD共有2^n个刻度，8位AD，输出的刻度是0~255。 （255=2^8-1）
2、分辨率：就是AD能够分辨的最小的模拟量变化，假设5.10V的系统用8位的AD采样，那么它能分辨的最小电压就是5.10/255=0.02V。
3、INL：Interger NONliner 积分非线性度，表示了ADC器件在所有的数值点上对应的模拟值，和真实值之间误差最大的那一点的误差值。也就是，输出数值偏离线性最大的距离。单位是LSB（即最低位所表示的量）。比如12位ADC：TLC2543，INL值为1LSB。那么，如果基准4.095V，测某电压得的转换结果是1000，那么，真实电压值可能分布在0.999~1.001V之间。这里是这样这样计算得来的，12位ADC最小分辨率是1/4095。在这里即为4.095*（1/4095）=0.001V。那么1LSB就为0.001V，。转换结果为1000即为1V。
4、DNL：Differencial NonLiner-差分非线性度，理论上说，模数器件相邻量个数据之间，模拟量的差值都是一样的。就相一把疏密均匀的尺子。但实际并不如此。一把分辨率1毫米的尺子，相邻两刻度之间也不可能都是1毫米整。那么，ADC相邻两刻度之间最大的差异就叫差分非线性值（Differencial NonLiner）。DNL值如果大于1，那么这个ADC甚至不能保证是单调的，输入电压增大，在某个点数值反而会减小。这种现象在SAR（逐位比较）型ADC中很常见。
5、基准源：有内部基准源、外部基准源等等。
6、转换速率：也就是转换周期的倒数，转换周期就是完成一次AD转换所需的时间。
二.PCF8591芯片
1.电路连接图和引脚功能如下：
(1).PCF8591是具有I2C总线借口的8位AD/DA转换芯片，内部为单一电源供电（2.5~6V），典型值为5V，CMOS工艺。PCF8591有4路AD输入，属逐次比较型，内含采样保持电路；1路8位DA输出，内含DAC数据寄存器。AD/DA转换的最大速率约为11KHz。
(2）.Philips规定AD器件高四位地址为1001，低三位地址为引脚地址A0，A1，A2，由硬件电路决定。
(3).控制寄存器:
3.控制流程。
看器件手册可以知道：
在IICa总线中，器件地址必须是起始条件后作为第一个字节发送。发送给PCF8591的第二个字节被存储在控制寄存器，用于控制寄存器的功能。发送给PCF8591的第三个字节被存储到DAC数据寄存器。并使用片上D/A转换成相应的模拟电压。
一个A/D转换周期总是开始于发送一个有效读模式地址给PCF8591之后。A/D转换周期在应答时钟脉冲的后沿被触发。
操作分四步：
（1）、发送地址字节，选择该器件。
（2）、发送控制字节，选择相应通道。 //
（3）、重新发送地址字节，选择该器件。
（4）、接收目标通道的数据。
这次的程序流程是：AD采样，循环执行。
程序如下：
-
<span style="font-size:18px;">/*
-
项目名称：PCF8591实现AD转换
-
项目内容：A/D转换，并把转换的数字信号送给P0口控制LED灯
-
，调节电位器时观察LED的变化
-
作者：YUAN
-
*/
-
-
#include <reg52.h>
-
#include <intrins.h> //_nop_()延时头文件
-
typedef unsigned char uChar8;
-
typedef unsigned int uInt16;
-
sbit SDA = P1^0;
-
sbit SCL = P1^1;
-
#define PCF8591Add 0x90 //PCF8591的器件地址和写操作
-
-
//延时函数
-
void DelayMS(uInt16 lValMS);
-
void Delay5us(void);
-
//IIC操作的几个函数
-
void IICInit(void); //IIC初始化
-
void IICStart(void); //起始信号
-
void IICStop(void); //停止信号
-
void IICAck(void); //应答信号
-
void IICReadAck(void); //读应答信号
-
void IICWriteOneByte(uChar8 lByteVal); //写一个字节
-
uChar8 IICReadOneByte(void); //读一个字节
-
void PCF8591WriteRegulate(uChar8 lREGVal); //Regulate控制器，这里写控制函数
-
uChar8 ReadDataPCF8591(void);
-
-
void main()
-
{
-
IICInit();
-
while(1)
-
{
-
/*写入控制字00，即模拟量输出关闭，选择通道0，
-
不自动增加通道，模拟量输入围方式0*/
-
PCF8591WriteRegulate(0x00);
-
P0 = ReadDataPCF8591();
-
DelayMS(10);
-
}
-
}
-
-
void DelayMS(uInt16 lValMS) //延时函数
-
{
-
uInt16 luiVal,lujVal;
-
for(luiVal = 0; luiVal < lValMS; luiVal++)
-
for(lujVal = 0; lujVal < 113; lujVal++);
-
}
-
void Delay5us(void)
-
{
-
_nop_();_nop_();_nop_();
-
_nop_();_nop_();_nop_();
-
}
-
//IIC总线空闲时均为高电平
-
void IICInit(void) //IIC初始化
-
{
-
SCL = 0;
-
SDA=1;
-
Delay5us();
-
SCL=1;
-
}
-
//SCL高电平期间SDA由高到低的变化为起始信号
-
void IICStart(void) //起始信号
-
{
-
SCL = 0;
-
Delay5us();
-
SDA = 1;
-
Delay5us();
-
SCL = 1;
-
Delay5us();
-
SDA = 0;
-
Delay5us();
-
//防止接下来SDA数据变化导致IIC总线误判
-
SCL = 0;
-
}
-
//SCL高电平期间SDA由低到高的变化为终止信号
-
void IICStop(void) //停止信号
-
{
-
SCL = 0;
-
Delay5us();
-
SDA = 0;
-
Delay5us();
-
SCL = 1;
-
Delay5us();
-
SDA = 1;
-
Delay5us();
-
//防止接下来SDA数据变化导致IIC总线误判
-
SCL = 0;
-
}
-
//一个脉冲期间，SDA为低电平为应答
-
void IICAck(void) //应答信号
-
{
-
SCL = 0;
-
Delay5us();
-
SDA = 0;
-
Delay5us();
-
SCL = 1;
-
Delay5us();
-
SCL = 0;
-
}
-
/*cpu读应答信号，如果应答了则
-
继续传输数据，否则在一定时间里，
-
默认已经应答，继续传数据
-
*/
-
void IICReadAck(void) //读应答信号
-
{
-
uChar8 li = 0;
-
SCL = 0;
-
SDA = 1; //确保读出的值为0，因此先送1
-
Delay5us();
-
SCL = 1;
-
Delay5us();
-
//如果没有应答或时间没有超过预定时间则停在此处
-
while((1 == SDA)&&(li<255))li++;
-
SCL = 0;
-
Delay5us();
-
SDA = 1;
-
}
-
/*
-
写1个字节，先写高位。
-
*/
-
void IICWriteOneByte(uChar8 lByteVal) //写一个字节
-
{
-
uChar8 li,liVal;
-
liVal = lByteVal;
-
-
for(li=0;li<8;li++)
-
{
-
-
SCL = 0;
-
Delay5us();
-
SDA = (bit)(liVal&0x80); //把数据准备好等待传送
-
Delay5us();
-
SCL = 1;
-
Delay5us();
-
liVal <<= 1;
-
}
-
SCL = 0;
-
Delay5us();
-
SDA = 1;
-
}
-
/*
-
读取一个字节并把读到的值返回
-
*/
-
uChar8 IICReadOneByte(void)
-
{
-
uChar8 li,liVal;
-
SCL = 0;
-
SDA = 1;
-
for(li=0;li<8;li++)
-
{
-
liVal <<= 1;
-
SCL = 0;
-
Delay5us();
-
SCL = 1;
-
Delay5us();
-
liVal = (liVal|SDA);
-
}
-
SCL = 0;
-
return liVal;
-
}
-
//Regulate控制器，这里写控制函数
-
void PCF8591WriteRegulate(uChar8 lREGVal)
-
{
-
IICStart();
-
IICWriteOneByte(PCF8591Add); //PCF8591的地址，写控制
-
IICReadAck();
-
IICWriteOneByte(lREGVal); //写入控制字
-
IICReadAck();
-
IICStop();
-
}
-
uChar8 ReadDataPCF8591(void)
-
{
-
uChar8 liVal;
-
IICStart();
-
IICWriteOneByte(PCF8591Add|0x01); //PCF8591的地址，读控制
-
liVal = IICReadOneByte();
-
IICAck();
-
IICStop();
-
return liVal;
-
}
-
</span>
文章来源: allen5g.blog.csdn.net，作者：CodeAllen的博客，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：allen5g.blog.csdn.net/article/details/80071365
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