PCF8591的硬件接口
PCF8591是一個(gè)單電源低功耗的8位CMOS數(shù)據(jù)采集器件，具有4路模擬輸入，1路模擬輸出和一個(gè)串行I2C總線接口用來(lái)與MCU通信。3個(gè)地址引腳A0、A1、A2用于編程硬件地址，允許最多8個(gè)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(shù)據(jù)都是通過(guò)I2C總線來(lái)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(shù)字GND，9腳和10腳是I2C總線的SDA和SCL。12腳是時(shí)鐘選擇引腳，如果接高電平表示用外部時(shí)鐘輸入，接低電平則用內(nèi)部時(shí)鐘，我們這套電路用的是內(nèi)部時(shí)鐘，因此12腳直接接GND，同時(shí)11腳懸空。13腳是模擬GND，在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，如果有比較復(fù)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(shù)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(méi)有復(fù)雜的模擬部分電路，所以我們把模擬的GND和數(shù)字GND接到一起即可。14腳是基準(zhǔn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(gè)低速的AD和DA集成，主要應(yīng)用在一些轉(zhuǎn)換速度要求不高，希望成本較低的場(chǎng)合，比如電池供電設(shè)備，測(cè)量電池的供電電壓，電壓低于某一個(gè)值，報(bào)警提示更換電池等類似場(chǎng)合。
Vref基準(zhǔn)電壓的提供，方法一是采用簡(jiǎn)易的原則，直接接到VCC上去。但是由于VCC會(huì)受到整個(gè)線路的用電功耗情況影響，一來(lái)不是準(zhǔn)確的5V，實(shí)測(cè)大多在4.8V左右，二來(lái)隨著整個(gè)系統(tǒng)負(fù)載情況的變化會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，所以只能用在簡(jiǎn)易的、對(duì)精度要求不高的場(chǎng)合。方法二是使用專門的基準(zhǔn)電壓器件，比如TL431，它可以提供一個(gè)精度很高的2.5V的電壓基準(zhǔn)，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(jù)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(gè)地方，我們直接把J17的3腳和4腳用跳線帽短路起來(lái)，那么現(xiàn)在Vref的基準(zhǔn)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(lái)的話，那么我們的AIN0實(shí)測(cè)的就是滑動(dòng)變阻器的分壓值，AIN1和AIN2測(cè)的是GND的值，AIN3測(cè)的是+5V的值。這里需要注意的是，AIN3雖然測(cè)的是+5V的值，但是對(duì)于AD來(lái)說(shuō)，只要輸入信號(hào)超過(guò)Vref基準(zhǔn)源，它得到的始終都是最大值，即255，也就是說(shuō)它實(shí)際上無(wú)法測(cè)量超過(guò)其Vref的電壓信號(hào)。需要注意的是，所有輸入信號(hào)的電壓值都不能超過(guò)VCC，即+5V，否則可能會(huì)損壞ADC芯片。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-08
