PCF8591 ---AD\DA转换器的使用（IIC通信的软件模拟与应用）（by 51单片机）

依旧是借着蓝桥杯的机会，来学习一些模块，和软件模拟一些通信方式。

今天学习的模块是PCF8591，一款AD\DA转换器，使用IIC通信方式。

芯片的内部框图如下所示：

各引脚作用如下表所示：

仍旧和之前DS1302的使用相似，对于这款芯片的使用，依旧是按照先寻地址，再读写相应寄存器的步骤。

PCF8591芯片所能接收的地址包含固定部分和可编程部分。可编程部分必须根据地址引脚A0，A1,和A2来设置，在IIC总线协议中地址必须是起始条件后作为第一个字节发送，地址字节的最后一位用来设置对目标地址的读或写。地址字节格式如下所示：

第一个字节是地址字节，那么第二个字节就是控制字节，控制字节发送到PCF8591的控制寄存器中，用于控制器件的功能，控制字格式如下所示：

其中BIT7和BIT3必须设置为0，BIT6是模拟输出允许位，BIT4和BIT5用于定义模拟输入的方式，有单端和差分输入两种方式。最后三位用于选择模拟输入的通道。

接着就到了第三个字节，如果是D\A转换，发送的第三个字节被存储到DAC数据寄存器，使用D\A转换器转换成相应的模拟电压。

如果是A\D转换，在一个有效模式地址传给PCF8591之后，一个A\D转换周期便开始了，所选通道的采样电压被转换成相应的8位二进制码。

前面说过，单片机与PCF8591之间采用的是IIC的通信方式，所以在这里我想写一下如何用51软件模拟IIC通信。

我这里有蓝桥杯官方给出的IIC库，所以我就配合官方代码来理解IIC通信。

/*首先是IIC的启动，启始条件：必须在所有命令之前发送，时钟线保持高电平期间，数据线电平从高到低的跳变作为IIC总线的启动信号。而下面这个函数IIC_Start()就是模拟这个过程*/

void IIC_Start(void)

{
SDA = 1;
SCL = 1;
somenop;
SDA = 0;
somenop;
SCL = 0;

}

/*类似地，停止条件：时钟线保持高电平期间，数据线电平从低到高的跳变作为IIC总线的停止信号。*/

void IIC_Stop(void)
{
SDA = 0;
SCL = 1;
somenop;
SDA = 1;
}

IIC总线协议规定，每传送一个字节数据后，都要有一个应答信号，以确定数据传送是否被对方收到，应答信号由接收设备产生，在SCL为高电平期间，接收设备将SDA拉为低电平表示数据传输正确，即产生了应答。

但当主机为接收设备时，主机对最后一个字节不应答，以向发送设备表示数据传送结束。

void IIC_Ack(unsigned char ackbit) //当ackbit为1时，表示单片机对从设备发送来数据的应答

{ //当ackbit为0时，表示主机接收了最后一个字节，因此不再应答，结束通信
if(ackbit)
{
SDA = 0;
}
else
{
SDA = 1;
}
somenop;
SCL = 1;
somenop;
SCL = 0;
SDA = 1;
somenop;

}

bit IIC_WaitAck(void)
{
SDA = 1;
somenop;
SCL = 1;
somenop;
if(SDA) //在SCL为高电平期间，因为接收设备未将SDA拉低，所以默认未接收到应答，结束IIC通信
{
SCL = 0;
IIC_Stop();
return 0;
}
else //接收到应答，返回1，继续下一个数据字节的传输
{
SCL = 0;
return 1;
}

}

//IIC传送一个字节的函数，高位在前，应当注意的是IIC进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定

void IIC_SendByte(unsigned char byt)

{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
if(byt&0x80)
{
SDA = 1;
}
else
{
SDA = 0;
}
somenop;
SCL = 1;
byt <<= 1;
somenop;
SCL = 0;
}

}

//IIC接收字节函数，原理同发送

unsigned char IIC_RecByte(void)
{
unsigned char da;
unsigned char i;

for(i=0;i<8;i++)
{
SCL = 1;
somenop;
da <<= 1;
if(SDA)
da |= 0x01;
SCL = 0;
somenop;
}
return da;

}

以上就是蓝桥杯官方给出的全部IIC函数。

对于PCF8591的初始化与通信函数还需要我们自己编写。

初始化函数如下：

void init_pcf8591(void)
{
IIC_Start();

IIC_SendByte(0x90); //大家可以看看IAP15F2K61S2的原理图，就知道为什么是0x90了

IIC_WaitAck();
IIC_SendByte(0x03); //选择ADC通道3
IIC_WaitAck();
IIC_Stop();

}

//接收PCF8591转换过的采样电压值

unsigned char adc_pcf8591(void)
{
unsigned char temp;

IIC_Start();
IIC_SendByte(0x91);
IIC_WaitAck();
temp = IIC_RecByte();
IIC_Ack(0);
IIC_Stop();

return temp;

}

以上就是PCF8591的使用以及对IIC通信的理解，在IAP15F2K61S2上还有EEPROM---AT24C02,它用的也是IIC通信，原理相同，不再多说。

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