蓝桥杯单片机竞赛学习计划（八）

最新推荐文章于 2025-01-27 23:56:24 发布

一支兔子

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文章标签：蓝桥杯单片机学习

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本文介绍了PFC8591这款单片机AD/DA转换器，其用于模拟信号处理，支持I2C通信。详细讲解了其引脚功能、工作原理和在实际项目中的应用，如通过数码管显示光敏电阻和电位器的AD转换结果。

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蓝桥杯单片机学习计划之PFC8591

前言

本来打算这一节介绍DS18B20温度传感器的内容，但是想了想既然上一节已经介绍过使用I2C协议通信的AT24C02了，所以这一节干脆把PFC8591一起介绍了，正好这两都是使用I2C协议通信的。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、PFC8591介绍

PFC8591是八位AD/DA转换器，即模数/数模转换器，可以将输入的模拟信号转换成数字信号输出，也可将输入的八位数据转换成模拟信号输出，今天我们主要使用它的A/D功能，即读取外部输入的模拟信号。下面简单介绍一下PFC8591：
PFC8591是一款单电源供电、低功耗8位CMOS数据采集器件，它有思路模拟输入和一个I2C串行总线接口，另外有三个地址引脚A0、A1、A2可用于编程设备地址（和AT24C02一样的）。下面这张图中可以看到它的一些特性。
在这里插入图片描述
它的内部框图就不看了，我们主要来看一下它的引脚介绍：
首先AIN0到AIN3是它的四个模拟输入引脚，即可以接四路模拟输入；A0-A2应该是比较熟悉的了，上一节在AT24C02中刚介绍过，就是地址输入引脚，这里就不再赘述了；Vss是接地引脚；SDA和SCL也就不介绍了，就是I2C的数据引脚和时钟引脚；OSC和EXT这两个引脚是关于外部晶振的引脚，OSC是连接外部晶振的引脚，如果连接了外部晶振，则EXT需要连接到VDD，如果不使用，则EXT连接到地，由于PFC8591内部有晶振，所以一般不使用外部晶振，可以看到竞赛板上是直接接地的；AGND是模拟地引脚；Vref是参考电压输入引脚，即基准电压，可以看到竞赛板上直接连接到了VCC；AOUT是模拟输入引脚，即输入的八位数据值可以通过这个引脚输出对应的模拟值;VDD是供电电源引脚。
在这里插入图片描述
上面已经将芯片的所有引脚都介绍过了，这边再来看下竞赛板的原理图，可以看到AIN1连接到了光敏电阻RD1，AIN3连接到了电位器Rb2，至于AIN0和AIN3，一个没有接输入，另一个连接的是运放的差分输出，我们就暂时不去管了。A2-A0连接到了地，SCL和SDA同样是连接到了P20和P21，因为使用的是I2C协议，总线上可以挂载多个设备，根据设备地址来进行数据通信，所以每个设备的这两条线都是分别连接到一起的。
在这里插入图片描述
接着来看下PFC8591的设备地址，高四位固定的1001，低四位和AT24C02一样的，前三位通过A2-A0选择，最后一位读写选择位，所以它的写设备地址应该是0x90，读地址是0x91。

PFC8591有一个控制字节，在读取转换结果前，需要先发送这个控制字节，我们来看下这个控制字节的每一位分别是什么意思：
最高位是固定的0；第6位是模拟输出使能标志位，要开启模拟输出的时候，将这个位设置为1，不开启则设置为0，我们一般都是读取外部模拟输入的转换结果，所以这一位正常情况下置0就可以；第5位和第4位是模拟输入方式选择，设置成11是四个通道变成两个差分输入通道，设置成10是两个单独通道和一个差分输入通道，设置成01是三个差分输入通道，设置成00是四个单独的模拟输入通道，正常情况下我们设置一般都会设置成00，使用四个模拟输入通道；第3位是固定的0；第2位是自动增量标志位，即如果读取完通道0的转换结果，还想继续读取通道1的转换结果，就需要将这一位置1，相当于连续扫描模式，转换完通道0会自动转换通道1，转换完通道1则转换通道2…如果设置成0，则只会转换当前选择的通道；最后两位就是选择想要转换的通道:
00——通道0
01——通道1
10——通道2
11——通道3
在这里插入图片描述
通讯时序这边就不再介绍了，上一节已经介绍过了，主要来看下一个比较重要的参数———转换时间，PFC8591是一款逐次逼近型的AD转换器，转换时间一般在几十微秒左右，从下图中可以看到，最大转换时间是90us。
在这里插入图片描述
下面来看程序部分。

三、代码

下面这个程序实现的是读取光敏电阻和电位器的AD转换结果并通过数码管显示出来，前三个数码管显示的是电位器的转换结果，最后三个数码管显示的是光敏电阻的转换结果。另外上次AT24C02忘记把IIC部分的代码贴出来了，这里补上，其实这两个器件通信方式几乎是一样的，只是有一点细微的差别。

#include <STC15F2K60S2.H>
#include "iic.h"

bit timer_flag_ms;

unsigned char SEG_Code[]={
   0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};//0-9段码
unsigned char SEG_Buf[8]={
   0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0};//显示数据缓冲区

unsigned char rd1_voltage;//暂存光敏电阻AD转换结果
unsigned char rb2_voltage;//暂存电位器AD转换结果

void Seg_Display()//数码管扫描函数
{
   
	static unsigned char seg_index=0;//显示数据索引
	static unsigned char seg_temp=0x01;//位索引
	
	
	P2 = (P2&0x1f) | 0xC0;  //消隐
	P0= 0x00;
	P2=0x00;
	
	P2 = (P2&0x1f) | 0xE0;//选通段锁存器
	P0=SEG_Buf[seg_index++]; //送入段码
	P2=0x00;
	
	P2 = (P2&0x1f) | 0xC0;//选通位锁存器
	P0= seg_temp;//送入位码
	P2=0x00;
	seg_temp<<=1;
	if(seg_index>7)
	{
   
		seg_index