单片机基础模块学习——PCF8591芯片

一、A/D、D/A模块

• A——Analog 模拟信号：连续变化的信号（很多传感器原始输出的信号都为此类信号）
• D——Digital  数字信号：只有高电平和低电平两种变化（单片机芯片、微控制芯片所能处理的都是数字信号）

 下面是模拟信号和连续信号的区别

为什么需要进行模拟信号和数字信号之间的转换呢？

 例如，传感器的模拟信号需要给单片机进行处理，但是单片机没法直接读取模拟信号此时需要进行A/D转换（模拟信号——>数字信号）；另外需要产生一个电压的时候，而单片机只能输出数字信号，那么就需要进行D/A转换（数字信号——>模拟信号）。

PCF8591芯片可以同时进行A/D、D/A的转换。

二、开发板原理图

RD1为光敏电阻，随着光照强度的变化，阻值也会变化。从而通过测量RD1和R31之间的电压，通过两个电阻之间的分压关系，就可以计算出光敏电阻的阻值，进而计算出光照强度。

 RB2为电位器（滑动变阻器）,调节电位器的阻值，AIN3所测电压值变化。

 AIN1和AIN3分别连接到 PCF8591芯片的两个输入引脚

三、 PCF8591芯片原理图

1. 以A（模拟信号）开头的四个引脚为模拟输入端口，也就是可以连接四路进行测量，而此单片机主要使用的是AIN1和AIN3两个引脚。
2. A0~A2不是模拟输入端口，这三位共同决定地址，全部接到了GND，所以这三位都是0
3. VSS也接地，和GND相同。VDD是供电源，连接到5v的VCC
4. AOUT是模拟输出端口，用于输出模拟电压
5. VREF是参考电压，连接到vcc,因此满量程的时候是5v 
6. AGND是模拟地，连接到地
7. 下面的是EXT和OSC，不做说明
8. SCL和SDA是IIC总线协议的连接端口

 四、IIC总线协议简介

1.写模式流程图

• s——start,代表开始
• ADDRESS 芯片地址
• 0代表处在写模式
• A应答信号，若没有收到应答信号，代表外设没有接收到，需要再次发送，保证通信的稳定性
• CONTROL BYTE控制芯片行为的一个位，发送之后同样需要等待应答信号
• DATA BYTE 传递数据位，每传递一个字节，就要有一个应答信号，不断的循环

 2.读模式流程图

•  s——start,代表开始
• ADDRESS 芯片地址
• 1代表处在读模式
• A应答信号，若没有收到应答信号，代表外设没有接收到，需要再次发送，保证通信的稳定性
• DATA BYTE读取数据，此时的应答信号来自master（主机，控制机）
• LAST DATA BYTE发送完最后一个字节，不需要应答
• P——pause，暂停就结束了

3. ADDRESS声明

•  高四位 fixed part 固定部分，一定是1001
• 低四位 R代表read,高电平有效 W代表write上面有-，代表低电平有效
• A0~A2连接到地，都为0

• 写入地址为0x90,读取地址为0x91

4.CONTROL BYTE声明

• 最低两位A/D CHANNEL NUMBER  选择可以读取哪一路的A/D,光敏电阻连接AIN1对应01，电位器连接AIN3对应11
• AUTO-INCREMENT FLAG自动增益控制位，如果是1就激活它，不需要时设置为0
• ANALOGUE INPUT PROGRAMMIG 可以控制模拟信号输入的模式，00——4个单端输入模式（彼此之间没有关联）；01——差分输入（可以比较两路之间的电压差）；10——单端输入和差分输入的组合；11——两个差分输入  本次使用00模式
• ANALOGUE OUTPUT ENABLE FLAG 是否允许进行模拟输出，允许置1

因此，光敏电阻：0x41 可调电阻：0x43