在這篇文章中，小編將為大家?guī)矶髦瞧諴CF8591 A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的相關(guān)報道。如果你對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，具有四個模擬輸入，一個模擬輸出和一個串行I2C總線接口。 三個地址引腳A0，A1和A2用于對硬件地址進行編程，從而無需使用額外的硬件即可使用多達八個連接到I2C總線的設(shè)備。通過兩線雙向I2C總線串行傳輸與設(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總線的最大速度給出。

二、PCF8591詳細介紹

1. 編址

通過向設(shè)備發(fā)送有效地址，可以激活I(lǐng)2C總線系統(tǒng)中的每個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進行設(shè)置。 在I2C總線協(xié)議中，該地址始終作為起始條件之后的第一個字節(jié)發(fā)送。地址字節(jié)的最后一位是讀/寫位，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)備的第二個字節(jié)存儲在其控制寄存器中，并且是控制設(shè)備功能所必需的?？刂萍拇嫫鞯母甙胱止?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(請參見圖4)。如果設(shè)置了自動遞增標(biāo)志，則在每次A/D轉(zhuǎn)換后通道號都會自動遞增。

如果在使用內(nèi)部振蕩器的應(yīng)用中需要自動遞增模式，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)運行，從而防止了由于振蕩器啟動延遲而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換錯誤?？梢栽谄渌麜r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導(dǎo)致分配最高可用通道號。因此，如果設(shè)置了自動遞增標(biāo)志，則下一個選定的通道始終為通道0。兩個半字節(jié)的最高有效位保留用于將來的功能，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器件的第三個字節(jié)存儲在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256個抽頭和選擇開關(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，如下圖所示。

模擬輸出電壓由自動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跟蹤和保持電路。該電路在執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換時保持輸出電壓。

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)換周期中被暫時使用。

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

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

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

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