PCF8591 应用程序

PCF8591 的通信接口是 I2C，那么编程肯定是要符合这个协议的。单片机对 PCF8591 进行初始化，一共发送三个字节即可。第一个字节，和 EEPROM 类似，是器件地址字节，其中7位代表地址，1位代表读写方向。地址高4位固定是 0b1001，低三位是 A2，A1，A0，这三位我们电路上都接了 GND，因此也就是 0b000，如图17-5所示。

图17-5 PCF8591 地址字节

发送到 PCF8591 的第二个字节将被存储在控制寄存器，用于控制 PCF8591 的功能。其中第3位和第7位是固定的0，另外6位各自有各自的作用，如图17-6所示，我逐一介绍。

图17-6 PCF8591 控制字节

控制字节的第6位是 DA 使能位，这一位置1表示 DA 输出引脚使能，会产生模拟电压输出功能。第4位和第5位可以实现把 PCF8591 的4路模拟输入配置成单端模式和差分模式，单端模式和差分模式的区别，我们在17.5节有介绍，这里大家只需要知道这两位是配置 AD 输入方式的控制位即可，如图17-7所示。

图17-7 PCF8591 模拟输入配置方式

控制字节的第2位是自动增量控制位，自动增量的意思就是，比如我们一共有4个通道，当我们全部使用的时候，读完了通道0，下一次再读，会自动进入通道1进行读取，不需要我们指定下一个通道，由于 A/D 每次读到的数据，都是上一次的转换结果，所以同学们在使用自动增量功能的时候，要特别注意，当前读到的是上一个通道的值。为了保持程序的通用性，我们的代码没有使用这个功能，直接做了一个通用的程序。

控制字节的第0位和第1位就是通道选择位了，00、01、10、11代表了从0到3的一共4个通道选择。

发送给 PCF8591 的第三个字节 D/A 数据寄存器，表示 D/A 模拟输出的电压值。D/A 模拟我们一会介绍，大家知道这个字节的作用即可。我们如果仅仅使用 A/D 功能的话，就可以不发送第三个字节。

下面我们用一个程序，把 AIN0、AIN1、AIN3 测到的电压值显示在液晶上，同时大家可以转动电位器，会发现 AIN0 的值发生变化。 /*Lcd1602.c 文件程序源代码***/ （此处省略，可参考之前章节的代码） /*I2C.c 文件程序源代码***/ （此处省略，可参考之前章节的代码）

/*****************************main.c文件程序源代码******************************/#includebitflag300ms=1;//300ms定时标志unsignedcharT0RH=0;//T0重载值的高字节unsignedcharT0RL=0;//T0重载值的低字节voidConfigTimer0(unsignedintms);unsignedcharGetADCValue(unsignedcharchn);voidValueToString(unsignedchar*str,unsignedcharval);externvoidI2CStart();externvoidI2CStop();externunsignedcharI2CReadACK();externunsignedcharI2CReadNAK();externbitI2CWrite(unsignedchardat);externvoidInitLcd1602();externvoidLcdShowStr(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*str);voidmain(){unsignedcharval;unsignedcharstr[10];EA=1;//开总中断ConfigTimer0(10);//配置T0定时10msInitLcd1602();//初始化液晶LcdShowStr(0,0,"AIN0AIN1AIN3");//显示通道指示while(1){if(flag300ms){flag300ms=0;//显示通道0的电压val=GetADCValue(0);//获取ADC通道0的转换值ValueToString(str,val);//转为字符串格式的电压值LcdShowStr(0,1,str);//显示到液晶上//显示通道1的电压val=GetADCValue(1);ValueToString(str,val);LcdShowStr(6,1,str);//显示通道3的电压val=GetADCValue(3);ValueToString(str,val);LcdShowStr(12,1,str);}}}/*读取当前的ADC转换值，chn-ADC通道号0~3*/unsignedcharGetADCValue(unsignedcharchn){unsignedcharval;I2CStart();if(!I2CWrite(0x48<<1)){//寻址PCF8591，如未应答，则停止操作并返回0I2CStop();return0;}I2CWrite(0x40"chn);//写入控制字节，选择转换通道I2CStart();I2CWrite((0x48<<1)|0x01);//寻址PCF8591，指定后续为读操作I2CReadACK();//先空读一个字节，提供采样转换时间val=I2CReadNAK();//读取刚刚转换完的值I2CStop();returnval;}/*ADC转换值转为实际电压值的字符串形式，str-字符串指针，val-AD转换值*/voidValueToString(unsignedchar*str,unsignedcharval){//电压值=转换结果*2.5V/255，式中的25隐含了一位十进制小数val=(val*25)/255;str[0]=(val/10)+'0';//整数位字符str[1]='.';//小数点str[2]=(val%10)+'0';//小数位字符str[3]='V';//电压单位str[4]='';//结束符}/*配置并启动T0，ms-T0定时时间*/voidConfigTimer0(unsignedintms){unsignedlongtmp;//临时变量tmp=11059200/12;//定时器计数频率tmp=(tmp*ms)/1000;//计算所需的计数值tmp=65536-tmp;//计算定时器重载值tmp=tmp+12;//补偿中断响应延时造成的误差T0RH=(unsignedchar)(tmp>>8);//定时器重载值拆分为高低字节T0RL=(unsignedchar)tmp;TMOD&=0xF0;//清零T0的控制位TMOD|=0x01;//配置T0为模式1TH0=T0RH;//加载T0重载值TL0=T0RL;ET0=1;//使能T0中断TR0=1;//启动T0}/*T0中断服务函数，执行300ms定时*/voidInterruptTimer0()interrupt1{staticunsignedchartmr300ms=0;TH0=T0RH;//重新加载重载值TL0=T0RL;tmr300ms++;if(tmr300ms>=30){//定时300mstmr300ms=0;flag300ms=1;}}

细心阅读程序的同学会发现，程序在进行 A/D 读取数据的时候，共使用了两条程序去读了2个字节：I2CReadACK(); val = I2CReadNAK(); PCF8591 的转换时钟是 I2C 的 SCL，8个 SCL 周期完成一次转换，所以当前的转换结果总是在下一个字节的8个 SCL 上才能读出，因此我们这里第一条语句的作用是产生一个整体的 SCL 时钟提供给 PCF8591 进行 A/D 转换，第二次是读取当前的转换结果。如果我们只使用第二条语句的话，每次读到的都是上一次的转换结果。