PCF8591的硬件接口
PCF8591是一個單電源低功耗的8位CMOS數據采集器件，具有4路模擬輸入，1路模擬輸出和一個串行I2C總線接口用來與MCU通信。3個地址引腳A0、A1、A2用于編程硬件地址，允許最多8個器件連接到I2C總線而不需要額外的片選電路。器件的地址、控制以及數據都是通過I2C總線來傳輸，我們先看一下PCF8591的原理圖，如圖1所示。
圖1 PCF8591原理圖
其中引腳1、2、3、4是4路模擬輸入，引腳5、6、7是I2C總線的硬件地址，8腳是數字GND，9腳和10腳是I2C總線的SDA和SCL。12腳是時鐘選擇引腳，如果接高電平表示用外部時鐘輸入，接低電平則用內部時鐘，我們這套電路用的是內部時鐘，因此12腳直接接GND，同時11腳懸空。13腳是模擬GND，在實際開發(fā)中，如果有比較復雜的模擬電路，那么模擬GND部分在布局布線上要特別處理，而且和數字GND的連接也有多種方式，這里大家先了解即可。在我們板子上沒有復雜的模擬部分電路，所以我們把模擬的GND和數字GND接到一起即可。14腳是基準源，15腳是DAC的模擬輸出，16腳是供電電源VCC。
PCF8591的ADC是逐次逼近型的，轉換速率算是中速，但是他的速度瓶頸在I2C通信上。由于I2C通信速度較慢，所以最終的PCF8591的轉換速度，直接取決于I2C的通信速率。由于I2C速度的限制，所以PCF8591的算是個低速的AD和DA集成，主要應用在一些轉換速度要求不高，希望成本較低的場合，比如電池供電設備，測量電池的供電電壓，電壓低于某一個值，報警提示更換電池等類似場合。
Vref基準電壓的提供，方法一是采用簡易的原則，直接接到VCC上去。但是由于VCC會受到整個線路的用電功耗情況影響，一來不是準確的5V，實測大多在4.8V左右，二來隨著整個系統(tǒng)負載情況的變化會產生波動，所以只能用在簡易的、對精度要求不高的場合。方法二是使用專門的基準電壓器件，比如TL431，它可以提供一個精度很高的2.5V的電壓基準，這是我們通常采用的方法。如圖2所示。
圖2 PCF8591電路圖
圖中J17是雙排插針，大家可以根據自己的需求選擇跳線帽短接還是使用杜邦線接其他外接電路，都是可以的。在這個地方，我們直接把J17的3腳和4腳用跳線帽短路起來，那么現在Vref的基準源就是2.5V了。分別把5和6、7和8、9和10、11和12用跳線帽短接起來的話，那么我們的AIN0實測的就是滑動變阻器的分壓值，AIN1和AIN2測的是GND的值，AIN3測的是+5V的值。這里需要注意的是，AIN3雖然測的是+5V的值，但是對于AD來說，只要輸入信號超過Vref基準源，它得到的始終都是最大值，即255，也就是說它實際上無法測量超過其Vref的電壓信號。需要注意的是，所有輸入信號的電壓值都不能超過VCC，即+5V，否則可能會損壞ADC芯片。
編輯：admin 最后修改時間：2018-05-08
