PCF8591DA和AD转换器读写程序.docx

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PCF8591DA和AD转换器读写程序

PCF8591读写程序

（一）、PCF8591

1、引脚说明

ANI0~ANI3为模拟信号输入端，不使用的输入端应接地

A0~A2地址输入端

GND、VCC地和电源端（+5V）

SDA为I2C数据输入与输出端

SCL为I2C时钟输入端

EXT外部时钟选择端，使用部时钟时接地，使用外部时钟时接+5V

OSC外部时钟输入、部时钟输出端，不使用时应悬空

AGND模拟信号地

VREF基准电压输入端

AOUTD/A转换后的电压输出端

2、功能说明

PCF8591是具有I2C总线接口的8位A/D及D/A转换器，具有4路A/D输入，1路D/A输出。

PCF8591采用典型的I2C总线接口器件寻址方法，即总线地址由器件地址（1001）、引脚地址（由A0~A2接地或+5V来确定，接地代表0；接+5V代表1）、方向位（即R/W）组成。

因此，在I2C总线系统中最多可接8个这样的器件。

R/W

R/W=1表示读操作，R/W=0表示写操作。

本例将A0~A2接地，则读地址为91H；写地址为90H。

地址字节：

由器件地址、引脚地址、方向位组成，它是通信时主机发送的第一字节数据。

控制字节：

用于控制PCF8951的输入方式、输入通道、D/A转换等，是通信时主机发送的第二字节数据，其格式如下：

未用（写0）

D/A输出允许位0为禁止1为允许

A/D输入方式选择位00：

4路单端输入01：

3路差分输入10：

单端与差分11：

2路差分输入

未用（写0）

自动增益选择位0为禁用1为启用

AD通道选择位00：

选择通道001：

选择通道110：

选择通道211：

选择通道3

A/D输入方式选择说明：

3、通信格式

第一字节

第二字节

第三字节

写入器件地址（90H）

写入控制字节

要写入的数据

向PCF8591写入格式（高位在前）

第一字节

第二字节

第三字节

第四字节

写入器件地址（90H写）

写入控制字节

写入器件地址（91H读）

读出一字节数据

从PCF8591读数据格式（高位在前）

（二）、I2C总线

1、I2C总线数据位的传输

它通过2根线：

串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）组成。

连接到总线上的每一个器件都有一个唯一的地址，而且都可以作为一个发生器或接收器，SDA和SCL都是双向线路，分别通过一个电阻连接到电源（+5V）端。

前提是连接到总线上的器件的SDA和SCL端必须是漏极或集电极开路型。

I2C总线上的数据传输速率在标准模式下可达100Kb/s，快速模式可达400Kb/s,高速模式下可达3.4Mb/s。

连接到总线的器件数量只由总线的电容（400PF）限制决定。

I2C总线上每传输一个数据位必须产生一个时钟脉冲，I2C总线上数据传输的有效性要求SDA线上的数据必须在时钟线SCL的高电平期间保存稳定，数据线的改变只能在时钟线为低电平期间。

在标准模式下，高低电平宽度必须大于4.7us（即每次时钟线需延时4.7us后才能改变）。

2、I2C总线数据的传输

数据传输的字节格式

发送到SDA线上的每一个字节必须为8位，每次发送的字节数量不受限制，从机在接收完一个字节后向主机发送一个应答位，主机在收到从机应答后才会发送第二字节数据，发送数据时先发数据的最高位。

数据传输中的应答

相应的应答位由接收方（从机）产生，在应答的时钟脉冲期间，发送方（主机）应释放SDA线（使其为高电平）。

在应答过程中，接收方（从机）必须将数据线SDA拉低，使它在这个时钟脉冲的高电平期间保持稳定的低电平。

3、I2C总线的传输协议

寻址字节

主机产生起始条件后，发送的第一字节为寻址字节，该字节的前7位为从机地址，最低位决定了传输的方向，该最低位为“0”表示主机写数据到从机，“1”表示主机从从机中读数据。

从机地址由一个固定的部分（如高4位1001）和可编程部分（如低3位A0~A2）及一个方向位（R/W）组成。

传输格式

主机产生起始条件后，首先发送一个寻址字节，收到从机应答后，接着就传输数据，数据传输一般由主机产生的停止位终止。

但如果主机仍希望在总线上通信，则它可以产生重复起始条件和寻址另一个从机，而不必产生一个停止条件。

主机写数据到从机的通信格式如下：

N-1

主机产生起始位

发从机地址90H

等待从机应答

发送数据

等待从机应答

发送数据

等待从机应答

。

停止位

主机从从机中读数据的通信格式如下：

N-1

主机产生起始位

发从机地址91H

等待从机应答

接收从机发出的数据

向从机应答

接收从机发出的数据

向从机应答

。

主机产生停止位

原理图如下：

汇编源代码如下：

;//本测试程序将AIN0通道的模拟电压进行A/D转换后，将数字量通过LED数码管显示出来，同时再将该数字

;//量写入PCF8591中，通过其部的D/A转换为模拟电压输出驱动LED发光二极管。

ACKBIT20H.0;应答标志位ACK=0表示无应答

SCLBITP1.0;时钟线

SDABITP1.1;数据线

WADDEQU21H;器件地址（即从地址）

SUBDEQU22H;器件部地址（即子地址）

NUMBREQU23H;需读取的字节数

NUMBWEQU24H;需写入的字节数

RDATAEQU25H;读出数据的存放首地址

WDATAEQU26H;写入数据的存放首地址

ORG0000H

SJMPMAIN

ORG0030H

MAIN:

MOVWADD,#90H;写入PCF8591的地址

MOVP0,#0FFH;关闭显示

MOVP2,#0FFH

MOVSUBD,#40H;写入PCF8591的控制字

MOVNUMBR,#1;写入需读取的字节数

MOVNUMBW,#1;写入需写入的字节数

MOVRDATA,#30H;送入首地址

MOVWDATA,#40H;送入首地址

MOV50H,#0;显示的百位清零

MOV51H,#0;显示的十位清零

MOV52H,#0;显示的个位清零

M1:

LCALLREADI2C;读PCF8591子程序

MOV40H,30H

MOVNUMBR,#1

MOVNUMBW,#1

LCALLDAT

LCALLDISPLAY

LCALLWRITEI2C;写PCF8591子程序

SJMPM1

;数据处理子程序

DAT:

MOVA,30H

MOVB,#100

DIVAB

MOV50H,A

MOVA,#10

XCHA,B

DIVAB

MOV51H,A

MOV52H,B

RET

;显示子程序

DISPLAY:

MOVDPTR,#TAB

MOVA,50H

MOVCA,A+DPTR

MOVP0,A

MOVP2,#01H

LCALLTIM2MS

MOVA,51H

MOVCA,A+DPTR

MOVP0,A

MOVP2,#02H

LCALLTIM2MS

MOVA,52H

MOVCA,A+DPTR

MOVP0,A

MOVP2,#04H

LCALLTIM2MS

RET

;2ms延时子程序

TIM2MS:

MOVR6,#2

TIM1:

MOVR5,#250

TIM2:

NOP

DJNZR5,TIM2

DJNZR6,TIM1

RET

TAB:

DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH,8CH,0C6H,0C7H,86H,0FFH;共阳数码管

;从I2C总线读取N个字节数据子程序

READI2C:

LCALLSTARTI2C;启动I2C总线

MOVA,WADD;送入器件地址

LCALLWI2C;向I2C总线发送一个字节数据子程序

LCALLRACK;读取从机应答位子程序

JNBACK,ROUT;判断从机有无应答ACK=0则无应答

MOVA,SUBD;送入器件部地址

LCALLWI2C

LCALLRACK

LCALLSTARTI2C

MOVA,WADD

INCA;改总线为读取状态

LCALLWI2C

LCALLRACK

JNBACK,READI2C

MOVR0,RDATA;送入读出数据的存放首地址

RI2C2:

LCALLRI2C

MOVR0,A

DJNZNUMBR,RI2C1;判断字节读取完否

LCALLNMACK;调主机非应答子程序

ROUT:

LCALLSTOPI2C;调I2C总线停止子程序

MOVRDATA,#30H

RET

RI2C1:

LCALLMACK;调主机应答子程序

INCR0

SJMPRI2C2

;向I2C总线发送N个字节数据子程序

WRITEI2C:

LCALLSTARTI2C;启动I2C总线

MOVA,WADD;送入器件地址

LCALLWI2C;向I2C总线发送一个字节数据子程序

LCALLRACK;读取从机应答位子程序

JNBACK,WOUT;判断从机有无应答ACK=0则无应答

MOVA,SUBD;送入器件部地址

LCALLWI2C

LCALLRACK

JNBACK,WOUT

MOVR0,WDATA;送入写入数据的存放首地址

WI2C1:

MOVA,R0

LCALLWI2C

LCALLRACK

JNBACK,WRITEI2C

INCR0

DJNZNUMBW,WI2C

WOUT:

LCALLSTOPI2C

MOVWDATA,#40H

RET

;I2C总线启动子程序

STARTI2C:

SETBSDA

SETBSCL

NOP

CLRSDA

NOP

CLRSCL

RET

;I2C总线停止子程序

STOPI2C:

CLRSDA

SETBSCL

NOP

SETBSDA

RET

;主机应答子程序

MACK:

CLRSDA

SETBSCL

NOP

CLRSCL

RET

;主机非应答子程序

NMACK:

SETBSDA

SETBSCL

NOP

CLRSCL

RET

;向I2C总线发送一个字节数据子程序

WI2C:

MOVR7,#8

WLP:

RLCA

MOVSDA,C

NOP

SETBSCL

NOP

CLRSCL

DJNZR7,WLP

RET

;从I2C总线读取一个字节数据子程序

RI2C:

MOVR7,#8

CLRA

SETBSDA

NOP

RLP:

SETBSCL

NOP

MOVC,SDA

NOP

CLRSCL

RLCA

NOP

DJNZR7,RLP

NOP

RET

;读取从机应答位子程序

RACK:

SETBSDA

NOP

SETBSCL

CLRACK

NOP

MOVC,SDA

JCACKEND

SETBACK

ACKEND:

NOP

CLRSCL

NOP

RET

END

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