PCF8591芯片的AD/DA转换详解（适用于蓝桥杯单片机）

PCF8591芯片的AD/DA转换详解（适用于蓝桥杯单片机）

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/wcl501375/article/details/129626609

PCF8591是一款常用的AD/DA转换芯片，广泛应用于各种单片机系统中。本文将详细介绍PCF8591的引脚功能、IIC通信协议以及AD/DA转换的具体实现方法，特别适合参加蓝桥杯单片机比赛的选手参考。

1. PCF8591的引脚介绍

在和单片机实际应用中它的接线图如下：

PCF8591有四个模拟信号输入端（模转数），一个输出端(数转模)。因为我们一般使用芯片的内部时钟，所以EXT和OSC接地，而VSS和VCC手册里写是用来上电复位的，只需要照着原理图接就行。

2. 用IIC发送或接收字节

发送的第一个字节

要用到IIC通信首先要发送的就是芯片的地址。高四位为PCF8591的专用地址，只要用这个芯片高四位就必须是1001，低四位中A0、A1、A2表示要选择那个PCF8591，比如前面的原理图A0、A1、A2全部接地所以它的地址是000，最后低位R/W表示下一步写入还是读出数据，0是写1是读 ，下一步还要写数据所以这一位置0，总结起来这一个字节就是0x90。

IIC_Start();//开始
IIC_SendByte(0x90);
IIC_WaitAck();//应答如果接收到的话这个函数会返回1

发送的第二个字节

这个字节用来控制芯片的功能：

• 第一位和第二位：AD转换的输入通道选择位 00 >>AIN0, 01>>AIN1, 10>>AIN2, 11>>AIN3
• 第三位：自动递增标志位，激活时给1，在每次A/D转换后，读取的通道会自动跳到下一位。
• 第四位：无效位
• 第五、六位：选择差分输入还是单端输入（如果对精度没有太大要求时选择单端输入置00）
• 第七位： 使能模拟输出，使能时置1 ，表示切换为DA(数字转模拟模式)
• 第八位：无效位

1. AD模式：比赛时建议一个一个通道使用，所以不启动递增位，发送字节为0x01（0000 001）接收通道1的电压值，这个时候所以要发送的控制字节已经发送完了，接下来是接收部分。

IIC_SendByte(0x01);
IIC_WaitAck();//应答标志位

2.DA模式：因为PCF8591只有一个DA输出口，只要给第七位置1，发送字节0x40 (0100 0000)。

IIC_SendByte(0x40);
IIC_WaitAck();

发送第三个字节

1. AD模式： 首先和发送字节时一样要发送对应地址，接收地址为0x90,而接收地址为0x91，然后接收代码。

IIC_Start();
IIC_SendByte(0x91);
IIC_WaitAck();
Date=IIC_RecByte();//要接收的值
IIC_SendAck(1);//如果接收到的话发送
IIC_Stop();//结束

2.DA模式： 发送最后一个控制输出值的代码。

IIC_WaitAck();				
IIC_SendByte(DATA); //要发送的值
IIC_WaitAck();				
IIC_Stop();	  

3. 发送和接收的字节转换

因为PCF8591检测的电压是以8位二进制发送给单片机的，所以单片机得到的值是0255，把它转换为05V的电压公式如下：

检测到的电压 = 单片机上电电压（5V）
(测量到的值
255)

发送时把电压数据转换为二进制对应值，与上面就是将05V转换为0255，把公式换一下即可。

发送要输出电压 = 255
(测量到的电压
单片机上电电压（5V）)

4. 全部代码

IIC部分（官方的IIC代码SDA和 SCL可能是反的）

#include <REGX52.H>
#include "intrins.h"
#define DELAY_TIME 5
sbit SDA = P2^1;
sbit SCL = P2^0;
   //IIC延时
void IIC_Delay(unsigned char i)
{
  while(i--);        
}
//开始发送
void IIC_Start(void)
{
    SDA = 1;
    SCL = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    SDA = 0;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    SCL = 0;	
}
//IIC结束发送
void IIC_Stop(void)
{
    SDA = 0;
    SCL = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    SDA = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
}
//接收应答
void IIC_SendAck(bit ackbit)
{
    SCL = 0;
    SDA = ackbit;  					
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    SCL = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    SCL = 0; 
    SDA = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
}
//发送应答
bit IIC_WaitAck(void)
{
    bit ackbit;
      SDA=1;
    SCL  = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    ackbit = SDA;
    SCL = 0;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    return ackbit;
}
//发送一个字节
void IIC_SendByte(unsigned char byt)
{
    unsigned char i;
    for(i=0; i<8; i++)
    {
        SCL  = 0;
        IIC_Delay(DELAY_TIME);
        if(byt & 0x80) SDA  = 1;
        else SDA  = 0;
        IIC_Delay(DELAY_TIME);
        SCL = 1;
        byt <<= 1;
        IIC_Delay(DELAY_TIME);
    }
    SCL  = 0;  
}
//接收一个字节
unsigned char IIC_RecByte(void)
{
    unsigned char i, da;
    for(i=0; i<8; i++)
    {   
        SCL = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    da <<= 1;
    if(SDA) da |= 1;
    SCL = 0;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    }
    return da;    
}

接收电压数据

float PCF8951_Read(unsigned char date)
{
    float Date;
    IIC_Start();//开始
    IIC_SendByte(0x90);//发送地址PCF8591的地址，表示要对其发送数据
    IIC_WaitAck();    //芯片接收到要返回一个应答位
    IIC_SendByte(date);//发送要执行的命令
    IIC_WaitAck();
    
    IIC_Start();
    IIC_SendByte(0x91);//发送地址PCF8591的地址，表示要接收它的数据
    IIC_WaitAck();
    Date=IIC_RecByte();//接收一个字节
    IIC_SendAck(1);//接收完成之后要发送一个1
    IIC_Stop();
    
    return (Date/255)*5;//电平转换
}

发送电压数据

void PCF8951_Out(float DATE)
{
    IIC_Start();
    IIC_SendByte(0x90);
    IIC_WaitAck();
    IIC_SendByte(0x40);
    IIC_WaitAck();
    IIC_WaitAck(255*(DATE/5));//发送要输出的电压
    IIC_WaitAck();
    IIC_Stop();
}

为什么接收数据的代码那么长，而发送数据的代码那么少呢？因为在接收电压数据的时候 IIC_SendByte(0x90)是向芯片写数据，所以加IIC_SendByte(0x91)告诉芯片给我发某一个地址的数据。而我们给芯片发送数据时，芯片只有一个输出DA值的地址，不需要告诉它写入什么地址。