代码收藏家 的使用【蓝桥杯】——玩转PCF8591模块
目录
一、PCF8591基本概念
（一）PCF8591概述
PCF8591是单片、单电源低功耗的8位CMOS数据采集器件，具有IIC总线接口的8位A/D以及D/A转换器，有4路A/D转换输入，1路D/A模拟输出。图1 PCF8591引脚图
图1 PCF8591引脚图
（二）PCF8591的特性
单电源供电
工作电压：2.5V~6V
IIC总线串行输入/输出
通过3个硬件地址引脚编址
采样速率取决于IIC总线速度
4个模拟输入可编程为单端或差分输入
自动增量通道选择
8位逐次逼近式A/D转换
片上跟踪与保持电路
带一个模拟输出的乘法DAC
（三）设备地址
PCF8591的地址由两部分组成：固定地址和可编程部分。其中可编程部分必须根据地址引脚A0,A1,和A2来设置。
图2 PCF8591的地址
在IIC总线协议中，设备地址是起始信号后第一个发送的字节。在蓝桥杯单片机设计与开发中PCF8491的地址引脚A0、A1和A2均接地，则PCF8591的设备的读操作地址为：0x91；而写操作地址则为：0x90。
（四）控制寄存器
在设备地址之后，发送到PCF8591的第二个字节将被存储在控制寄存器中，用于控制器件功能。
图3 控制寄存器
下面对控制寄存器进行简单的解读：
|
位 |
值 |
复位值 |
功能描述 |
|
|
|
7 |
0 |
特征位 |
固定值：0 |
|
6 |
X |
模拟输出控制 |
0 ：A/D转换； 1： D/A转换 |
|
|
5 |
X |
模拟量输入方式选择 |
00 ：四路单端输入 01 ：三路差分输入 10 ：两路单端，一路差分 11 ：两路差分输入 |
|
|
4 |
X |
|||
|
3 |
0 |
特征位 |
固定值：0 |
|
|
2 |
X |
自动增量控制 |
0 ：禁止自动增量 1 ：允许自动增量 |
|
|
1 |
X |
A/D通道选择 |
00 ：AIN0，通道0 01 ：AIN1，通道1 10 ：AIN2，通道2 11 ：AIN3，通道3 |
|
|
0 |
X |
|||
在进行数据处理操作时，首先是主控器发出起始信号，然后发出读寻址字节，被控器发出应答后，主控器从被控器读出第一个数据字节，主控器发出应答，主控器从被控器读出第二个数据字节，主控器发出应答，一直到主控器从被控器中读出第n个数据字节，主控器发出非应答信号，最后主控器发出停止信号。
在蓝桥杯竞赛中PCF8591连接有光敏电阻（通道1）和电位器Rb2（通道3）两部分。
（五）D/A转换
图4 ADC电阻电路
下面提供D/AZ转换的公式和相关波形：
图5 D/A转换的公式
图6 D/A转换的相关波形
（六）A/D转换
A/D转换器采用逐次逼近转换的技术。
下面提供其相关波形和转换特性：
图7 A/D转换顺序
图8 单端输入的A/D转换特性
图9 差分输入的A/D转换特性
二、例题
在CT107D综合训练平台上，实现Rb2的测量。
（一）代码部分
#include "reg52.h"
#include "iic.h"
unsigned char Rb2=0;
unsigned char code SMG_duanma[18]=
{0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,
0x88,0x80,0xc6,0xc0,0x86,0x8e,0xbf,0x7f};
void SelectHC573(unsigned char channel)
{
switch(channel)
{
case 4:
P2=(P2 & 0x1f) | 0x80;
break;
case 5:
P2=(P2 & 0x1f) | 0xa0;
break;
case 6:
P2=(P2 & 0x1f) | 0xc0;
break;
case 7:
P2=(P2 & 0x1f) | 0xe0;
break;
case 0:
P2=(P2 & 0x1f) | 0x00;
break;
}
}
void DelaySMG(unsigned int t)
{
while(t--);
}
void DisplaySMG_Bit(unsigned char pos,unsigned char value)
{
SelectHC573(7);
P0=0xff;
SelectHC573(6);
P0=0x01<<pos;
SelectHC573(7);
P0=value;
}
void DisplanSMG()
{
DisplaySMG_Bit(0,SMG_duanma[16]);
DelaySMG(100);
DisplaySMG_Bit(1,SMG_duanma[3]);
DelaySMG(100);
DisplaySMG_Bit(2,SMG_duanma[16]);
DelaySMG(100);
DisplaySMG_Bit(3,0xff);
DelaySMG(100);
DisplaySMG_Bit(4,0xff);
DelaySMG(100);
DisplaySMG_Bit(5,SMG_duanma[Rb2/100]);
DelaySMG(100);
DisplaySMG_Bit(6,SMG_duanma[(Rb2%100)/10]);
DelaySMG(100);
DisplaySMG_Bit(7,SMG_duanma[Rb2%10]);
DelaySMG(100);
}
void PCF8591_ADC()
{
IIC_Start();
IIC_SendByte(0x90);
IIC_WaitAck();
IIC_SendByte(0x03);
IIC_WaitAck();
IIC_Stop();
IIC_Start();
IIC_SendByte(0x91);
IIC_WaitAck();
Rb2=IIC_RecByte();
IIC_SendAck(1);
IIC_Stop();
}
void main()
{
SelectHC573(5);
P0=0xff;
while(1)
{
DisplanSMG();
PCF8591_ADC();
}
}（二）结果演示
（三）光敏电阻的采样和A/D转换
下面提供光敏电阻的采样和A/D转换的代码部分
unsigned char Rd1=0; //定义光敏电阻变量
void PCF8591_ADC()
{
IIC_Start();
IIC_SendByte(0x90);
IIC_WaitAck();
IIC_SendByte(0x01);
IIC_WaitAck();
IIC_Stop();
IIC_Start();
IIC_SendByte(0x91);
IIC_WaitAck();
Rd1=IIC_RecByte();
IIC_SendAck(1);
IIC_Stop();
}三、总结
PCF8591外设是蓝桥杯单片机设计与开发大赛中的一个重点和难点，对于其基本特性必须了解、掌握，以及熟悉官方提供的IIC总线的相关代码，在平时要多练习，熟悉掌握其相关代码是编写。
