PCF8591：8位AD/DA转换器与I2C总线接口详解

"PCF8591是一款8位的模拟数字(A/D)和数字模拟(D/A)转换器，设计用于低功耗的数据采集和控制应用。它支持单电源供电，工作电压范围在2.5V到6V之间，且待机时电流消耗极低。该芯片采用I2C总线进行串行输入/输出，并可通过3个硬件地址引脚(A0、A1和A2)进行地址编程，允许最多8个设备连接到同一I2C总线上。PCF8591具有4个模拟输入，可以配置为单端或差分输入模式，以及一个模拟输出，它是一个乘法DAC。转换速率由I2C总线的速度决定，采样速率高且内置跟踪与保持电路，确保信号质量。此芯片适用于闭环控制系统、远程数据采集、电池供电设备以及汽车、音响和电视等领域的模拟数据采集。" PCF8591的主要特点包括： 1. **单电源供电**：允许使用2.5V到6V的单电源工作，简化了电源管理。 2. **低功耗**：在待机模式下，电流消耗极低，适合电池供电设备。 3. **I2C总线接口**：采用两线双向I2C总线进行通信，减少了引脚数量，降低了系统复杂性。 4. **3个硬件地址引脚**：通过A0、A1和A2设置不同的地址，允许多达8个设备共用总线。 5. **4路模拟输入**：可配置为单端或差分输入，增加了灵活性。 6. **自动增量通道选择**：在连续转换时，通道会自动递增，方便批量采集。 7. **模拟电压范围**：输入和输出电压范围从VSS到VDD，覆盖整个电源电压。 8. **8位A/D转换**：采用逐次逼近式转换技术，提供8位精度的模拟信号数字化。 9. **乘法DAC**：模拟输出带有乘法特性，增强了输出信号的调整能力。 在实际应用中，PCF8591的控制字包含两个部分：高半字节用于控制模拟输出及输入模式，低半字节用于选择模拟输入通道。自动增量功能在连续A/D转换时非常有用，特别是在需要连续监测多个通道的情况下。如果启用自动增量模式，且使用内部振荡器，需要确保模拟输出允许标志置1，以保持内部振荡器的运行，防止转换错误。 PCF8591的引脚布局为DIP16封装，内部包含了模拟输入多路复用器、跟踪与保持电路、A/D转换器和D/A转换器等组件。其功能描述详细介绍了如何通过I2C总线进行通信，包括地址设置、控制字的构造和作用，以及如何操作各个功能。 PCF8591是一个高度集成的、低功耗的8位A/D和D/A转换器，适用于各种需要模拟信号处理和数据采集的场合，尤其是那些对电源效率和接口简洁性有较高要求的系统。