I2C DA/ADC转换实验：PCF8591芯片与单片机接口

"唐梦雪实验五i2c的da.pdf" 该实验主要涉及I2C总线协议下的DA（数模转换）和ADC（模数转换）应用，使用了PCF8591芯片作为核心组件。PCF8591是一款集成了DA和ADC功能的I2C接口芯片，具有4路模拟输入（AIN0, AIN1, AIN2, AIN3）和1路模拟输出（AOUT）。实验旨在让学生掌握以下知识点： 1. **I2C总线协议**：I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种多主控串行通信总线，由SCL（时钟线）和SDA（数据线）两根线构成，允许不同设备之间进行双向通信。在本实验中，PCF8591通过I2C协议与单片机进行通信。 2. **DA/ADC转换**：DA转换器（Digital-to-Analog Converter）将数字信号转换为模拟信号，而ADC转换器（Analog-to-Digital Converter）则相反，将模拟信号转换为数字信号。在实验中，PCF8591的AOUT引脚作为DA输出，可以输出模拟电压，通过50Ω电阻和LED来观察模拟量的变化。AIN0连接10KΩ电位器，用于改变输入的模拟电压。 3. **PCF8591芯片**：PCF8591具有4个模拟输入通道和1个模拟输出，其地址为1001000，地址引脚A2、A1、A0固定为000。该芯片的15脚AOUT作为DA输出，可以通过编程设置模拟电压。 4. **软件设计**：实验程序基于I2C的例题函数编写，动态显示采用实验四的方法。在简易电压表实现中，需要将采样数据转换为4位电压值，并注意数据类型和小数点的处理。 5. **实验操作**：实验思考题涉及如何通过按键选择ADC采样通道和利用通道自动增量功能。对于按键选择通道，可以通过设置PCF8591的控制寄存器中D0和D1位来选择AIN0到AIN3的不同通道。而通道自动增量功能则可通过编程使通道依次进行采样，例如，每次读取一个通道的数据后更新通道选择位。 6. **I2C接口的优势**：采用I2C接口的ADC，可以简化硬件设计，减少连接线，提高系统的集成度。同时，I2C总线的通信速率相对较高，且支持多设备通信，节省了微控制器的GPIO资源。 通过这个实验，学生不仅可以掌握I2C通信的基本原理和操作，还能了解到DA和ADC的实际应用以及如何在单片机系统中实现它们的控制。此外，实验还强调了程序设计和硬件交互的实践能力，有助于提升学生的综合技能。