蓝桥杯 — PCF8591芯片、IIC总线协议解释、EEPROM的使用

1、IIC总线相关介绍

I2C串行总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。所有接到I2C总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。

（1）void init_pcf8591(void)（初始化操作）

void init_pcf8591(void)
{
	i2c_start();
	i2c_sendbyte(0x90);
	i2c_waitack();
	i2c_sendbyte(0x03);  //ADC通道3
	i2c_waitack();
	i2c_stop();
	operate_delay(10);
}

这个函数为PCF8591初始化函数，对于选择通道函数为i2c_sendbyte()，上述代码选择通道3。

最后两位配置选择哪个通道，其余位不用管。

（2）unsigned char adc_pcf8591(void)（A/D转换函数）

unsigned char adc_pcf8591(void)
{
	unsigned char temp;

	i2c_start();
	i2c_sendbyte(0x91);
	i2c_waitack();
	temp = i2c_receivebyte();
	i2c_sendack(1);
	i2c_stop();
	
	return temp;
}

通过I2C总线提取ADC结果，此函数为ADC转化结果函数。

（3）void dac_pcf8591(unsigned char dat)（D/A转换）

void dac_pcf8591(unsigned char dat)
{
	i2c_start();
	i2c_sendbyte(0x90);
	i2c_waitack();
	i2c_sendbyte(0x40);  //DAC转换
	i2c_waitack();
	
	i2c_sendbyte(dat);
	i2c_waitack();
	i2c_stop();
}

此函数为DAC转化结果函数。上述函数都需要自己写，要准确记得每步操作。

2、PCF8591芯片

（1）原理图

PCF8591的功能包括多路模拟输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转换。PCF8591的最大转化速率由I2C总线的最大速率决定。AIN0~AIN3:模拟信号输入端，A0~A2:引脚地址端，SDA、SCL:I2C 总线的数据线、时钟线。OSC:外部时钟输入端，内部时钟输出端，EXT:内部、外部时钟选择线，使用内部时钟时 EXT 接地，AGND:模拟信号接地。AOUT:D/A 转换输出端。

（2）地址字节

$\bullet$ A2、A1、A0硬件接地为0；

$\bullet$ 最低位表示的是你要从IIC总线上读数还是写数据，1表示读，0表示写，故写数据发的地址为：0X90；读数据发的地址为：0X91;

（3）控制字节

$\bullet$ PCF8591上提供了4路模拟通道，根据需求进行选择，如选择通道3即发送控制字节：0x03;

（4）A/D转换时序要求配置

$\bullet$ 配置初始化函数

A/D转换需要一个初始化函数：Init_ADpcf8591();和一个获得AD转换后的数值的函数：adc_pcf8591(); 其中初始化函数的作用是发送AD转换的控制字节；adc_pcf8591()发送读取得地址并读回数据

这个是初始化的协议：分别是startIIC、（地址写）发送0x90、等待应答、发送控制字节（AD这里是选择通道的指令，如选择通道3，0x03）0x03、等待应答、（达到目的，没有后续的操作，直接停止总线）StopIIC。

其实就是配置初始化函数操作，按照上述操作进行写代码。

$\bullet$ 配置转换数值函数

首先开始startIIC—发送读地址0X91—等待应答—读数值—返回给PCF8591表示收到—如果不在接受则要传参数1—StopIIC。依次是：startIIc、发送读地址0x91、等待应答、读回AD转换后的数值、读回后发送应答给PCF8591，表示收到，并且不需要再返回应答，要传参数1，如图红圈示，即函数Ack(1);、最后stopIIC总线。

（5） A/D转换要求

D/A转换其实就是把数字信号转换成模拟信号输出，用单片机发数字通过D/A转换成电压输出，检测的方法可以用电压表测量。配置方面和D/A类似。

3、EEPROM使用

（1） AT24C02芯片原理图

管脚介绍：

AT24C02，可以掉电依旧保存上一次操作的数据，下次上电后接着运行。

（2）部分定义函数说明

向AT24C02（add）写入数据val。

void write_eeprom(unsigned char add,unsigned char val)
{
    i2c_start();
    i2c_sendbyte(0xa0);
    i2c_waitack();
    i2c_sendbyte(add);
    i2c_waitack();
    i2c_sendbyte(val);
    i2c_waitack();
    i2c_stop();
	operate_delay(10);
}

向AT24C02(add）读出数据da。

unsigned char read_eeprom(unsigned char add)
{
	unsigned char da;
  
	i2c_start();
	i2c_sendbyte(0xa0);
	i2c_waitack();
	i2c_sendbyte(add);
	i2c_waitack();
	i2c_start();
	i2c_sendbyte(0xa1);
	i2c_waitack();
	da = i2c_receivebyte();
	i2c_sendack(0); 
	i2c_stop();
	
	return da;
}

其中写函数需要指定AT24C02的地址以及需要写入的数据，读函数要想取回写进的数据，需要从相同的地址里面读。

从图1上看，读数据地址为：0XA1；写地址为：0XA0；：读数的时候读出一个数之后发送一个应答信号，若ＡＣＫ（０）表示还想继续读下一个字节，若ＡＣＫ（１）；则不想再读数，让ＥＥＰＲＯＭ停止发送。

范飓风

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