PCF8591是8bit的A/D和D/A芯片，采用i2c接口，它有四路模拟输入口和一个模拟输出口，采样速率取决于i2c的速率。数据传输是高位在前低位在后（不论是主机写入数据，还是主机读取的数据）。
写入数据时：起始信号->器件地址->应答信号->控制字节->写入的数据->应答信号(从机)->写入的数据->应答信号(从机)。。。。->停止信号
读取数据时：起始信号->器件地址(写)->应答信号(从机)->控制字节->应答信号(从机)->停止信号(这个前提是设置读取的是哪一个通道，采用的哪种模式) 接着再是：起始信号->器件地址(读)->读取的字节->非应答信号(主机)->停止信号
下图是AD通道自动增量模式采集数据时的数据格式：
具体指令格式请参考PCF8591的数据手册。
下面是PCF8591的模拟输出和模拟输入的程序：
/************************************************************************
**Describe：PCF85891数模和模数转换
** Time: 2015.5.20
** Author: zys
*************************************************************************/
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
sbit SCL = P1^5;
sbit SDA = P3^6;
#define ADONE 0.0198 //5.06/256V PCF8591的Vref电压是5.06V
/***本程序数码管是共阴极的***/
const unsigned char smg_dp_yin[ 16 ] = {0xbf, 0x86, 0xdb, 0xcf, 0xe6, 0xed, 0xfd, 0x87, 0xff, 0xef,
0xf7, 0xfc, 0xb9, 0xde, 0xfb, 0xf1};//0. 1. 2. 3......f.
//共阴极，显示小数点
//不显示小数点: smg_dp_yin[x] & 0x7f
//共阳极显示小数点： ~smg_dp_yin[x]
//共阳极不显示小数点： ~(smg_dp_yin[x] | 0x80)
/****数码管的位是通过74LS138控制的****/
const unsigned char smg_8_pos[ 8 ] = { 0xf8, 0xf9, 0xfa, 0xfb, 0xfc, 0xfd, 0xfe, 0xff }; //对应P20,P21,P22,高位都为1，则与的时候P2的其他位不变
const unsigned char smg_sum = 8; //8位数码管
void i2c_start( void );
void i2c_stop( void );
void i2c_ack( void );
void master_ack();
void master_notAck();
void i2c_writeByte( unsigned char byte);
unsigned char i2c_readByte( void );
void PCF8591_wirteCommand( unsigned char addr, unsigned char command );
void PCF8591_AOUT(unsigned char byte);
unsigned char i2c_readADResult( void );
void PCF8591_displayADResult( unsigned int ADResult);
void delay( void );
void i2c_delay( void );
void delay_xms(unsigned int );
/********************************************************
** 函数名: void main( void )
**输入参数：无
**返回参数：无
********************************************************/
void main( void )
{
int i = 0;
int ch = 0;
while(1)
{
/*for(i = 0; i <= 255; i++) //DA输出，呼吸灯效果
{
PCF8591_AOUT(i);
delay();
}
for(i = 255; i >= 0; i--)
{
PCF8591_AOUT(i);
delay();
} */
for(ch = 0; ch < 4; ch++) //循环采集四路电压
{
PCF8591_wirteCommand(0x90, 0x00+ch);
for(i = 0; i < 1000; i++)
{
PCF8591_displayADResult(i2c_readADResult());
}
}
}
}
/********************************************************
** 函数名: void i2c_start( void ),i2c起始信号
**输入参数：无
**返回参数：无
********************************************************/
void i2c_start( void )
{
SCL = 1;
SDA = 1;
i2c_delay();
SDA = 0;
i2c_delay();
SCL = 0;
i2c_delay();
}
/********************************************************
** 函数名: void i2c_stop( void ),i2c停止信号
**输入参数：无
**返回参数：无
********************************************************/
void i2c_stop( void )
{
SDA = 0;
i2c_delay();
SCL = 1;
i2c_delay();
SDA = 1;
i2c_delay();
}
/********************************************************
** 函数名: void i2c_ack( void ),i2c应答信号(从机)
**输入参数：无
**返回参数：无
********************************************************/
void i2c_ack( void )
{
int i = 0;
SCL = 0;
i2c_delay();
SDA = 1;
i2c_delay();
SCL = 1;
i2c_delay();
while(SDA == 1);
/*while((SDA == 1) && ((i++) < 10))
{
_nop_();
}*/
}
/********************************************************
** 函数名: void master_ack( void ),主机应答信号，在读取数据时
**输入参数：无
**返回参数：无
********************************************************/
void master_ack( void )
{
SCL = 0;
i2c_delay();
SDA = 0;
i2c_delay();
SCL = 1;
i2c_delay();
SCL = 0;
i2c_delay();
SDA = 1;
i2c_delay();
}
/********************************************************
** 函数名: void master_notAck( void ),主机非应答信号，在读取数据时
**输入参数：无
**返回参数：无
********************************************************/
void master_notAck( void )
{
SCL = 0;
i2c_delay();
SDA = 1;
i2c_delay();
SCL = 1;
i2c_delay(); // 没下面四句程序读取不正常
SCL = 0; //
i2c_delay(); //
SDA = 0; //
}
/********************************************************
** 函数名: void i2c_writeByte,i2c写一个字节
**输入参数：unsigned char byte
**返回参数：无
********************************************************/
void i2c_writeByte( unsigned char byte )
{
char loop;
for(loop = 0; loop < 8; loop++)
{
SCL = 0;
i2c_delay();
if((byte<<loop)&0x80) //数据是从高位到低位传输
{
SDA = 1;
}
else
{
SDA = 0;
}
i2c_delay();
SCL = 1;
i2c_delay();
}
}
unsigned char i2c_readByte( void )
{
int loop = 0;
unsigned char temp = 0;
unsigned char tempData = 0;
//SDA = 0;
for(loop = 7; loop >= 0; loop--)
{
SCL = 0;
i2c_delay();
temp = SDA;
i2c_delay();
SCL = 1;
i2c_delay();
tempData += (temp<<loop);
temp = 0;
}
return tempData;
}
/********************************************************
** 函数名: void PCF8591_wirteCommand( unsigned char addr, unsigned char command ),PCF8591写控制指令
**输入参数：unsigned char addr, unsigned char command
**返回参数：无
********************************************************/
void PCF8591_wirteCommand( unsigned char addr, unsigned char command )
{
i2c_start();
i2c_writeByte(addr);
i2c_ack();
i2c_writeByte(command);
i2c_ack();
i2c_delay();
i2c_stop();
}
/********************************************************
** 函数名: unsigned char i2c_readADResult( void ),i2c读出一个字节
**输入参数：无
**返回参数：unsigned char
********************************************************/
unsigned char i2c_readADResult( void )
{
unsigned char temp = 0;
i2c_start();
i2c_writeByte(0x91);
i2c_ack();
temp = i2c_readByte();
master_notAck();
i2c_stop();
return temp;
}
/********************************************************
** 函数名: void PCF8591_displayADResult( unsigned int ADResult),显示AD采集的数据
**输入参数：unsigned int ADResult
**返回参数：无
********************************************************/
void PCF8591_displayADResult( unsigned int ADResult)
{
char loop = 0;
unsigned int temp = ADONE * ADResult * 100; //两位小数取出来
unsigned int dec = 1;
for(loop = 7; loop >= 5; loop--)
{
if(loop == 5)
{
P0 = smg_dp_yin[temp/dec%10];
}
else
{
P0 = smg_dp_yin[temp/dec%10]&0x7f;
}
P2 = smg_8_pos[loop];
delay_xms(1);
dec *= 10;
}
}
/********************************************************
** 函数名: void PCF8591_AOUT( unsigned char byte ),DA输出
**输入参数：unsigned char byte
**返回参数：无
********************************************************/
void PCF8591_AOUT( unsigned char byte )
{
i2c_start();
i2c_writeByte(0x90);
i2c_ack();
i2c_writeByte(0x40); //只有模拟输出AOUT
i2c_ack();
i2c_writeByte(byte);
i2c_ack();
i2c_stop();
}
/************************************************************************
**函数名：void i2c_delay( void ),i2c专用延时
** 功能：无
** 参数: 无
*************************************************************************/
void i2c_delay( void )
{
char loop;
for(loop = 0; loop < 5; loop++)
{
_nop_();
}
}
/************************************************************************
**函数名：void delay_xms( unsigned int x )
** 功能：延时xms
** 参数: 无
*************************************************************************/
void delay_xms( unsigned int x )
{
unsigned char j = 0;
while( x-- )
{
while( (j++) < 100 );
j = 0;
}
}
/************************************************************************
**函数名：void delay( void )，在输出DA数据时使用的延时
** 功能：无
** 参数: 无
*************************************************************************/
void delay( void )
{
unsigned int loop;
for(loop = 0; loop < 30; loop++)
{
_nop_();
}
}