PCF8591的应用实例

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 【I2C总线原理与应用】 I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是由Philips（现NXP Semiconductors）公司在1982年推出的一种串行通信协议，旨在简化微控制器与外围设备之间的通信。I2C总线系统通过两条线——时钟线（SCL）和数据线（SDA）——实现全双工数据传输，减少了硬件连线，降低了系统复杂度。这种简化不仅使得电路设计更为简洁，还提高了系统的可靠性和可维护性，易于实现模块化和标准化设计。 【PCF8591芯片特性与功能】 PCF8591是一款集成I2C总线接口的8位模拟数字（A/D）和数字模拟（D/A）转换器。该芯片提供4路模拟输入（AIN0～AIN3）和1路模拟输出（AOUT），支持多种输入模式，包括单端、差分和自动增益控制。电源电压通常为5V。其工作原理是利用逐次比较法进行A/D转换，转换精度和速度满足许多应用需求。 【PCF8591的地址与控制字节】 1. **器件地址**：PCF8591的I2C地址由固定部分（1001）和可编程部分（A2A1A0）组成，总共可以支持8个不同的地址，使得在同一系统中可以连接多个PCF8591芯片。 2. **控制字节**：控制字节用于设置PCF8591的工作模式，如选择A/D转换的通道、增益设置、模拟输入模式等。D1和D0用于通道选择，D2表示自动增益控制，D5和D4定义模拟输入类型，这些参数组合起来确定了PCF8591的工作状态。 【通信协议与操作流程】 I2C通信协议遵循特定的时序，包括起始信号、读写寻址字节、数据传输和结束信号。在PCF8591的应用中，主控器首先发送起始信号，接着是器件地址和读写方向位（R/ ）。如果进行读操作，主控器会收到数据并回应应答信号；如果是写操作，主控器会发送控制字节和数据，然后同样回应应答信号。主控器发送停止信号，结束通信。 【应用实例：暖水锅炉温度记录仪】 PCF8591在暖水锅炉温度记录仪中的应用展示了其实用价值。通过连接电流型温度传感器AD590，可以监测水温变化。AD590的输出电流与温度成正比，每上升1℃电流增加1mA。通过远端放大器将电流信号转化为电压信号，再由PCF8591进行A/D转换，将模拟信号转变为数字信号，便于微控制器处理。电位器R6、R7、R8、R9用于校准和调整温度测量的精度。 总结，PCF8591是I2C总线系统中一款重要的A/D转换器，它的简洁设计和灵活配置使其在温度监测、工业控制和其他需要模拟信号数字化处理的场合有广泛的应用。结合I2C总线的优势，PCF8591提供了高效、经济且可靠的解决方案。