不妨来看看这款A/D、D/A转换器，单芯片、低功耗

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一、PCF8591概述

PCF8591是一款单芯片，单电源低功耗8位CMOS数据采集设备，具有四个模拟输入，一个模拟输出和一个串行I2C总线接口。 三个地址引脚A0，A1和A2用于对硬件地址进行编程，从而无需使用额外的硬件即可使用多达八个连接到I2C总线的设备。通过两线双向I2C总线串行传输与设备之间的地址，控制和数据。

该器件的功能包括模拟输入多路复用，片上跟踪和保持功能，8位模数转换和8位数模转换。 最大转换率由I2C总线的最大速度给出。

二、PCF8591详细介绍

1. 编址

通过向设备发送有效地址，可以激活I2C总线系统中的每个PCF8591设备。 地址由固定部分和可编程部分组成。 可编程部分必须根据地址引脚A0，A1和A2进行设置。 在I2C总线协议中，该地址始终作为起始条件之后的第一个字节发送。地址字节的最后一位是读/写位，用于设置后续数据传输的方向。

2. 控制字节

发送到PCF8591设备的第二个字节存储在其控制寄存器中，并且是控制设备功能所必需的。控制寄存器的高半字节用于启用模拟输出，并将模拟输入编程为单端或差分输入。下半字节选择由上半字节定义的模拟输入通道之一(请参见图4)。如果设置了自动递增标志，则在每次A/D转换后通道号都会自动递增。

如果在使用内部振荡器的应用中需要自动递增模式，则必须在控制字节(位6)中设置模拟输出使能标志。这使内部振荡器能够连续运行，从而防止了由于振荡器启动延迟而导致的转换错误。可以在其他时间复位模拟输出使能标志，以减少静态功耗。

选择不存在的输入通道会导致分配最高可用通道号。因此，如果设置了自动递增标志，则下一个选定的通道始终为通道0。两个半字节的最高有效位保留用于将来的功能，必须将其设置为逻辑0。上电复位(POR)之后在这种情况下，控制寄存器的所有位均复位为逻辑0。为了省电，D / A转换器和振荡器被禁用。模拟输出切换到高阻抗状态。

3. 数模转换

发送到PCF8591器件的第三个字节存储在DAC数据寄存器中，并使用片上D / A转换器转换为相应的模拟电压。 该D / A转换器由电阻分压器链组成，该电阻分压器链通过256个抽头和选择开关连接到外部基准电压。抽头解码器将这些抽头之一切换到DAC输出线，如下图所示。

模拟输出电压由自动归零的单位增益放大器缓冲。 设置控制寄存器的模拟输出使能标志可打开或关闭此缓冲放大器。 在激活状态下，输出电压将保持到发送另一个数据字节为止。

片上D / A转换器也用于逐次逼近A/D转换。为了在A/D转换周期内释放DAC，单位增益放大器配备了一个跟踪和保持电路。该电路在执行A/D转换时保持输出电压。

4. A/D转换

A/D转换器使用逐次逼近转换技术。 片上D / A转换器和高增益比较器在A/D转换周期中被暂时使用。

向PCF8591器件发送有效的读取模式地址后，总是开始A/D转换周期。 A/D转换周期在确认时钟脉冲的后沿触发，并在传输前一转换结果的同时执行，如下图所示。

转换结果存储在ADC数据寄存器中，等待发送。 如果设置了自动递增标志，则选择下一个通道。

在读周期中发送的第一个字节包含前一个读周期的转换结果代码。 在POR条件之后，读取的第一个字节为80h。最大的A/D转换速率由I2C总线的实际速度确定。

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