基于I2C總線接口的AD芯片PCF8591設計

1 引言

I2C總線是Philips公司推出的串行總線，整個系統僅靠數據線（SDA）和時鐘線（SCL）實現完善的全雙工數據傳輸，即CPU與各個外圍器件僅靠這兩條線實現信息交換。I2C總線系統與傳統的并行總線系統相比具有結構簡單、可維護性好、易實現系統擴展、易實現模塊化標準化設計、可靠性高等優點。

在一個完整的單片機系統中，A/D轉換芯片往往是必不可少的。PCF8591是一種具有I2C總線接口的A/D轉換芯片。在與CPU的信息傳輸過程中僅靠時鐘線SCL和數據線SDA就可以實現。

2 芯片介紹

PCF8591是具有I2C總線接口的8位A/D及D/A轉換器。有4路A/D轉換輸入，1路D/A模擬輸出。這就是說，它既可以作A/D轉換也可以作D/A轉換。A/D轉換為逐次比較型。引腳圖如圖1所示。結構圖如圖2所示。電源電壓典型值為5V。
AIN0～AIN3：模擬信號輸入端。
A0～A3：引腳地址端。
VDD、VSS：電源端。
（2.5～6V）
SDA、SCL：I2C總線的數據線、時鐘線。
OSC：外部時鐘輸入端，內部時鐘輸出端。
EXT：內部、外部時鐘選擇線，使用內部時鐘時EXT接地。
AGND：模擬信號地。
AOUT：D/A轉換輸出端。
VREF：基準電源端。

3 應用

3.1 器件總地址

PCF8591采用典型的I2C總線接口器件尋址方法，即總線地址由器件地址、引腳地址和方向位組成。飛利蒲公司規定A/D器件地址為1001。引腳地址為A2A1A0，其值由用戶選擇，因此I2C系統中最多可接23=8個具有I2C總線接口的A/D器件。地址的最后一位為方向位R/ ，當主控器對A/D器件進行讀操作時為1，進行寫操作時為0。總線操作時，由器件地址、引腳地址和方向位組成的從地址為主控器發送的第一字節。