第7周 PCF8591 板块

竞赛交流专区 蓝桥杯单片机
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:books: PCF8591模块学习笔记总结 (￣ω￣)

一、PCF8591模块基础 (*￣︶￣)

1.1 模块简介

PCF8591是一个8位AD/DA转换芯片，通过I2C总线进行通信。

关键引脚：

  • SDA：数据线（Serial Data）
  • SCL：时钟线（Serial Clock）
  • AIN0-3：4个模拟输入通道（重点关注 AIN1 和 AIN3）
  • A0-A2：地址选择引脚
  • AOUT：模拟输出引脚

二、I2C通信协议要点 (￣▽￣)ゞ

2.1 主从设备判断

谁控制时钟线SCL，谁就是主设备！

2.2 通信信号

  • 起始信号：必须的！
  • 结束信号：可选
  • 应答信号：可选

三、控制字节格式 (￣～￣;)

这是PCF8591的核心配置！

Bit 7 | Bit 6 | Bit 5-4 | Bit 3 | Bit 2 | Bit 1-0
0 | 使能 | 模式 | 自动 | 保留 | 通道选择

重要说明：

  • Bit 6：0 = AD模式，1 = DA模式
  • Bit 4-5：蓝桥杯中默认为 0

四、AD转换（模拟→数字） o(￣▽￣)ｄ

4.1 功能说明

AD转换就是把电信号转换成离散数字形式（0-255）

4.2 代码实现

unsigned char Ad_Read(unsigned char addr)
{
unsigned char temp; // 存储读取的ADC数据

  // ========== 第一步：写入要读取的通道地址 ==========
  IIC_Start();              // 发送I2C起始信号
  IIC_SendByte(0x90);       // 发送PCF8591的写地址（0x90 = 1001000 + 0写）
  IIC_WaitAck();            // 等待PCF8591应答

  IIC_SendByte(addr);       // 发送通道选择字节（选择ADC通道0-3）
  IIC_WaitAck();            // 等待PCF8591应答

  // ========== 第二步：读取ADC转换结果 ==========
  IIC_Start();              // 发送重复起始信号（不发送停止信号，直接重新开始）
  IIC_SendByte(0x91);       // 发送PCF8591的读地址（0x91 = 1001000 + 1读）
  IIC_WaitAck();            // 等待PCF8591应答

  temp = IIC_RecByte();     // 读取一个字节的ADC数据（0-255）
  IIC_SendAck(1);           // 发送非应答信号（NACK，1表示结束读取）

  // ========== 第三步：结束通信 ==========
  IIC_Stop();               // 发送I2C停止信号

  return temp;              // 返回读取到的ADC值

}

关键地址：

  • 0x41：光敏电阻通道
  • 0x43：滑动变阻器通道

五、DA转换（数字→模拟） (￣▽￣)／

5.1 功能说明

DA转换就是将离散数字形式转换成电信号（0-255 → 0-5V）

5.2 代码实现

void Da_Write(unsigned char dat)
{
// ========== 第一步：启动I2C通信 ==========
IIC_Start(); // 发送I2C起始信号
IIC_SendByte(0x90); // 发送PCF8591的写地址（0x90 = 1001000 + 0写）
IIC_WaitAck(); // 等待PCF8591应答

  // ========== 第二步：发送控制字节，使能DAC ==========
  IIC_SendByte(0x41);       // 发送控制字节0x41（0100 0001 = 使能DAC输出）
  IIC_WaitAck();            // 等待PCF8591应答

  // ========== 第三步：发送DAC数据 ==========
  IIC_SendByte(dat);        // 发送DAC数据（0-255），控制输出电压
  IIC_WaitAck();            // 等待PCF8591应答

  // ========== 第四步：结束通信 ==========
  IIC_Stop();               // 发送I2C停止信号，DAC开始输出电压

}

六、实用技巧 ( ` ω´ )

6.1 电压转换公式

// AD读取：0-255 → 0-5V
float voltage = Ad_Read(0x43) / 51.0;

// DA输出：0-5V → 0-255
Da_Write(voltage * 51);

6.2 测试方法

Da_Write(127); // 输出约2.5V
用万用表测量 J13的A/D D/A引脚来验证输出电压！

七、核心知识点总结 o(￣▽￣)ｄ

  1. PCF8591 = 8位AD/DA转换芯片，使用I2C通信
  2. I2C地址：写地址 0x90，读地址 0x91
  3. AD转换：电信号 → 数字（0-255）
  4. DA转换：数字（0-255）→ 电信号
  5. 控制字节 0x41：使能DAC输出
  6. 通道地址：0x41（光敏）、0x43（滑动变阻器）
  7. 电压范围：0-5V ↔ 0-255（除以或乘以51转换）

八、注意事项 (￣へ￣)

  1. AD读取需要两次通信：先写通道地址，再读数据
  2. DA输出需要使能：必须发送控制字节 0x41
  3. 数据范围：0-255，超出范围会溢出！
  4. 电压转换：记得除以或乘以 51！
  5. 测试验证：用万用表测量实际输出电压
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