PCF8591 的通信接口是 I2C，那么編程肯定是要符合這個(gè)協(xié)議的。單片機(jī)對(duì) PCF8591 進(jìn)行初始化，一共發(fā)送三個(gè)字節(jié)即可。第一個(gè)字節(jié)，和 EEPROM 類似，是器件地址字節(jié)，其中7位代表地址，1位代表讀寫方向。地址高4位固定是 0b1001，低三位是 A2，A1，A0，這三位我們電路上都接了 GND，因此也就是 0b000，如圖17-5所示。

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圖17-5 PCF8591 地址字節(jié)

發(fā)送到 PCF8591 的第二個(gè)字節(jié)將被存儲(chǔ)在控制寄存器，用于控制 PCF8591 的功能。其中第3位和第7位是固定的0，另外6位各自有各自的作用，如圖17-6所示，我逐一介紹。

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圖17-6 PCF8591 控制字節(jié)

控制字節(jié)的第6位是 DA 使能位，這一位置1表示 DA 輸出引腳使能，會(huì)產(chǎn)生模擬電壓輸出功能。第4位和第5位可以實(shí)現(xiàn)把 PCF8591 的4路模擬輸入配置成單端模式和差分模式，單端模式和差分模式的區(qū)別，我們?cè)?7.5節(jié)有介紹，這里大家只需要知道這兩位是配置 AD 輸入方式的控制位即可，如圖17-7所示。

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圖17-7 PCF8591 模擬輸入配置方式

控制字節(jié)的第2位是自動(dòng)增量控制位，自動(dòng)增量的意思就是，比如我們一共有4個(gè)通道，當(dāng)我們?nèi)渴褂玫臅r(shí)候，讀完了通道0，下一次再讀，會(huì)自動(dòng)進(jìn)入通道1進(jìn)行讀取，不需要我們指定下一個(gè)通道，由于 A/D 每次讀到的數(shù)據(jù)，都是上一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果，所以同學(xué)們?cè)谑褂米詣?dòng)增量功能的時(shí)候，要特別注意，當(dāng)前讀到的是上一個(gè)通道的值。為了保持程序的通用性，我們的代碼沒有使用這個(gè)功能，直接做了一個(gè)通用的程序。

控制字節(jié)的第0位和第1位就是通道選擇位了，00、01、10、11代表了從0到3的一共4個(gè)通道選擇。

發(fā)送給 PCF8591 的第三個(gè)字節(jié) D/A 數(shù)據(jù)寄存器，表示 D/A 模擬輸出的電壓值。D/A 模擬我們一會(huì)介紹，大家知道這個(gè)字節(jié)的作用即可。我們?nèi)绻麅H僅使用 A/D 功能的話，就可以不發(fā)送第三個(gè)字節(jié)。

下面我們用一個(gè)程序，把 AIN0、AIN1、AIN3 測(cè)到的電壓值顯示在液晶上，同時(shí)大家可以轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，會(huì)發(fā)現(xiàn) AIN0 的值發(fā)生變化。 /*Lcd1602.c 文件程序源代碼***/ （此處省略，可參考之前章節(jié)的代碼） /*I2C.c 文件程序源代碼***/ （此處省略，可參考之前章節(jié)的代碼）

/*****************************main.c 文件程序源代碼******************************/
#include <reg52.h>
bit flag300ms = 1; //300ms 定時(shí)標(biāo)志
unsigned char T0RH = 0; //T0 重載值的高字節(jié)
unsigned char T0RL = 0; //T0 重載值的低字節(jié)

void ConfigTimer0(unsigned int ms);
unsigned char GetADCValue(unsigned char chn);
void ValueToString(unsigned char *str, unsigned char val);
extern void I2CStart();
extern void I2CStop();
extern unsigned char I2CReadACK();
extern unsigned char I2CReadNAK();
extern bit I2CWrite(unsigned char dat);
extern void InitLcd1602();
extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);

void main(){
    unsigned char val;
    unsigned char str[10];

    EA = 1; //開總中斷
    ConfigTimer0(10); //配置 T0 定時(shí) 10ms
    InitLcd1602(); //初始化液晶
    LcdShowStr(0, 0, "AIN0 AIN1 AIN3"); //顯示通道指示

    while (1){
        if (flag300ms){
            flag300ms = 0; //顯示通道 0 的電壓
            val = GetADCValue(0); //獲取 ADC 通道 0 的轉(zhuǎn)換值
            ValueToString(str, val); //轉(zhuǎn)為字符串格式的電壓值
            LcdShowStr(0, 1, str); //顯示到液晶上
            //顯示通道 1 的電壓
            val = GetADCValue(1);
            ValueToString(str, val);
            LcdShowStr(6, 1, str);
            //顯示通道 3 的電壓
            val = GetADCValue(3);
            ValueToString(str, val);
            LcdShowStr(12, 1, str);
        }
    }
}
/* 讀取當(dāng)前的 ADC 轉(zhuǎn)換值，chn-ADC 通道號(hào) 0~3 */
unsigned char GetADCValue(unsigned char chn){
    unsigned char val;
    I2CStart();
    if (!I2CWrite(0x48<<1)){ //尋址 PCF8591，如未應(yīng)答，則停止操作并返回 0
        I2CStop();
        return 0;
    }
    I2CWrite(0x40|chn); //寫入控制字節(jié)，選擇轉(zhuǎn)換通道
    I2CStart();
    I2CWrite((0x48<<1)|0x01); //尋址 PCF8591，指定后續(xù)為讀操作
    I2CReadACK(); //先空讀一個(gè)字節(jié)，提供采樣轉(zhuǎn)換時(shí)間
    val = I2CReadNAK(); //讀取剛剛轉(zhuǎn)換完的值
    I2CStop();
    return val;
}
/* ADC 轉(zhuǎn)換值轉(zhuǎn)為實(shí)際電壓值的字符串形式，str-字符串指針，val-AD 轉(zhuǎn)換值 */
void ValueToString(unsigned char *str, unsigned char val){
    //電壓值=轉(zhuǎn)換結(jié)果*2.5V/255，式中的 25 隱含了一位十進(jìn)制小數(shù)
    val = (val*25) / 255;
    str[0] = (val/10) + '0'; //整數(shù)位字符
    str[1] = '.'; //小數(shù)點(diǎn)
    str[2] = (val%10) + '0'; //小數(shù)位字符
    str[3] = 'V'; //電壓?jiǎn)挝?    str[4] = '\0'; //結(jié)束符
}
/* 配置并啟動(dòng) T0，ms-T0 定時(shí)時(shí)間 */
void ConfigTimer0(unsigned int ms){
    unsigned long tmp; //臨時(shí)變量
    tmp = 11059200 / 12; //定時(shí)器計(jì)數(shù)頻率
    tmp = (tmp * ms) / 1000; //計(jì)算所需的計(jì)數(shù)值
    tmp = 65536 - tmp; //計(jì)算定時(shí)器重載值
    tmp = tmp + 12; //補(bǔ)償中斷響應(yīng)延時(shí)造成的誤差
    T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定時(shí)器重載值拆分為高低字節(jié)
    T0RL = (unsigned char)tmp;
    TMOD &= 0xF0; //清零 T0 的控制位
    TMOD |= 0x01; //配置 T0 為模式 1
    TH0 = T0RH; //加載 T0 重載值
    TL0 = T0RL;
    ET0 = 1; //使能 T0 中斷
    TR0 = 1; //啟動(dòng) T0
}
/* T0 中斷服務(wù)函數(shù)，執(zhí)行 300ms 定時(shí) */
void InterruptTimer0() interrupt 1{
    static unsigned char tmr300ms = 0;
    TH0 = T0RH; //重新加載重載值
    TL0 = T0RL;
    tmr300ms++;
    if (tmr300ms >= 30){ //定時(shí) 300ms
        tmr300ms = 0;
        flag300ms = 1;
    }
}

細(xì)心閱讀程序的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)，程序在進(jìn)行 A/D 讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，共使用了兩條程序去讀了2個(gè)字節(jié)：I2CReadACK(); val = I2CReadNAK(); PCF8591 的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘是 I2C 的 SCL，8個(gè) SCL 周期完成一次轉(zhuǎn)換，所以當(dāng)前的轉(zhuǎn)換結(jié)果總是在下一個(gè)字節(jié)的8個(gè) SCL 上才能讀出，因此我們這里第一條語(yǔ)句的作用是產(chǎn)生一個(gè)整體的 SCL 時(shí)鐘提供給 PCF8591 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，第二次是讀取當(dāng)前的轉(zhuǎn)換結(jié)果。如果我們只使用第二條語(yǔ)句的話，每次讀到的都是上一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果。

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