在這篇文章中，小編將為大家?guī)?lái)恩智浦PCF8591 A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的相關(guān)報(bào)道。如果你對(duì)本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、PCF8591概述

PCF8591是一款單芯片，單電源低功耗8位CMOS數(shù)據(jù)采集設(shè)備，具有四個(gè)模擬輸入，一個(gè)模擬輸出和一個(gè)串行I2C總線(xiàn)接口。 三個(gè)地址引腳A0，A1和A2用于對(duì)硬件地址進(jìn)行編程，從而無(wú)需使用額外的硬件即可使用多達(dá)八個(gè)連接到I2C總線(xiàn)的設(shè)備。通過(guò)兩線(xiàn)雙向I2C總線(xiàn)串行傳輸與設(shè)備之間的地址，控制和數(shù)據(jù)。

該器件的功能包括模擬輸入多路復(fù)用，片上跟蹤和保持功能，8位模數(shù)轉(zhuǎn)換和8位數(shù)模轉(zhuǎn)換。 最大轉(zhuǎn)換率由I2C總線(xiàn)的最大速度給出。

二、PCF8591詳細(xì)介紹

1. 編址

通過(guò)向設(shè)備發(fā)送有效地址，可以激活I(lǐng)2C總線(xiàn)系統(tǒng)中的每個(gè)PCF8591設(shè)備。 地址由固定部分和可編程部分組成。 可編程部分必須根據(jù)地址引腳A0，A1和A2進(jìn)行設(shè)置。 在I2C總線(xiàn)協(xié)議中，該地址始終作為起始條件之后的第一個(gè)字節(jié)發(fā)送。地址字節(jié)的最后一位是讀/寫(xiě)位，用于設(shè)置后續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较颉?

2. 控制字節(jié)

發(fā)送到PCF8591設(shè)備的第二個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)在其控制寄存器中，并且是控制設(shè)備功能所必需的。控制寄存器的高半字節(jié)用于啟用模擬輸出，并將模擬輸入編程為單端或差分輸入。下半字節(jié)選擇由上半字節(jié)定義的模擬輸入通道之一(請(qǐng)參見(jiàn)圖4)。如果設(shè)置了自動(dòng)遞增標(biāo)志，則在每次A/D轉(zhuǎn)換后通道號(hào)都會(huì)自動(dòng)遞增。

如果在使用內(nèi)部振蕩器的應(yīng)用中需要自動(dòng)遞增模式，則必須在控制字節(jié)(位6)中設(shè)置模擬輸出使能標(biāo)志。這使內(nèi)部振蕩器能夠連續(xù)運(yùn)行，從而防止了由于振蕩器啟動(dòng)延遲而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤?？梢栽谄渌麜r(shí)間復(fù)位模擬輸出使能標(biāo)志，以減少靜態(tài)功耗。

選擇不存在的輸入通道會(huì)導(dǎo)致分配最高可用通道號(hào)。因此，如果設(shè)置了自動(dòng)遞增標(biāo)志，則下一個(gè)選定的通道始終為通道0。兩個(gè)半字節(jié)的最高有效位保留用于將來(lái)的功能，必須將其設(shè)置為邏輯0。上電復(fù)位(POR)之后在這種情況下，控制寄存器的所有位均復(fù)位為邏輯0。為了省電，D / A轉(zhuǎn)換器和振蕩器被禁用。模擬輸出切換到高阻抗?fàn)顟B(tài)。

3. 數(shù)模轉(zhuǎn)換

發(fā)送到PCF8591器件的第三個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)在DAC數(shù)據(jù)寄存器中，并使用片上D / A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬電壓。 該D / A轉(zhuǎn)換器由電阻分壓器鏈組成，該電阻分壓器鏈通過(guò)256個(gè)抽頭和選擇開(kāi)關(guān)連接到外部基準(zhǔn)電壓。抽頭解碼器將這些抽頭之一切換到DAC輸出線(xiàn)，如下圖所示。

模擬輸出電壓由自動(dòng)歸零的單位增益放大器緩沖。 設(shè)置控制寄存器的模擬輸出使能標(biāo)志可打開(kāi)或關(guān)閉此緩沖放大器。 在激活狀態(tài)下，輸出電壓將保持到發(fā)送另一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)為止。

片上D / A轉(zhuǎn)換器也用于逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換。為了在A/D轉(zhuǎn)換周期內(nèi)釋放DAC，單位增益放大器配備了一個(gè)跟蹤和保持電路。該電路在執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)保持輸出電壓。

4. A/D轉(zhuǎn)換

A/D轉(zhuǎn)換器使用逐次逼近轉(zhuǎn)換技術(shù)。 片上D / A轉(zhuǎn)換器和高增益比較器在A/D轉(zhuǎn)換周期中被暫時(shí)使用。

向PCF8591器件發(fā)送有效的讀取模式地址后，總是開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換周期。 A/D轉(zhuǎn)換周期在確認(rèn)時(shí)鐘脈沖的后沿觸發(fā)，并在傳輸前一轉(zhuǎn)換結(jié)果的同時(shí)執(zhí)行，如下圖所示。

轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)在ADC數(shù)據(jù)寄存器中，等待發(fā)送。 如果設(shè)置了自動(dòng)遞增標(biāo)志，則選擇下一個(gè)通道。

在讀周期中發(fā)送的第一個(gè)字節(jié)包含前一個(gè)讀周期的轉(zhuǎn)換結(jié)果代碼。 在POR條件之后，讀取的第一個(gè)字節(jié)為80h。最大的A/D轉(zhuǎn)換速率由I2C總線(xiàn)的實(shí)際速度確定。

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