IIC总线协议及ADCPCF8951汇总
IIC总线协议及ADCPCF8951汇总
PCF8591是单片、单电源低功 耗8位CMOS数据采集器件，具有4 个模拟输入、一个输出和一个串行 I2C总线接口。3个地址引脚A0、 A1和A2用于编程硬件地址，允许 将最多8个器件连接至I2C总线而不 需要额外硬件。器件的地址、控制 和数据通过两线双向I2C总线传输。
器件功能包括多路复用模拟输 入、片上跟踪和保持功能、8位模 数转换和8位数模拟转换。最大转 换速率取决于I2C总线的最高速率。
下面讲基于IIC的集AD与DA一体的
—— PCF8591
1、概述
PCF8591
单电源供电 工作电压：2.5 V ~ 6 V 待机电流低 I2C总线串行输入/输出 通过3个硬件地址引脚编址 采样速率取决于I2C总线速度 4个模拟输入可编程为单端或差分输入 自动增量通道选择 模拟电压范围：VSS~VDD 片上跟踪与保持电路 8位逐次逼近式A/D转换 带一个模拟输出的乘法DAC
控制字节
D5,D4 模拟量输入选择： 00为四路单数入； 01为三路差分输入； 10 为单端与差分配合输入；11为模拟输出允许有效
读字节(AD)操作流程 在进行数据操作时： 首先是主控器发然后发出控制字节(写)； 被控器做出应答后；
然后发出寻址字节(读)； 被控器做出应答后； 主控器从被控器读出第一个数据字节,主控器发出应答; 主控器从被控器读出第二个数据字节,主控器发出应答; …… 主控器从被控器读出第n个数据字节,主控器发出非应答信号; 主控器发出停止信号。
四、总线的寻址 I2C总线协议有明确的规定：采用7位的寻址字 节（寻址字节是起始信号后的第一个字节）。 （1）寻址字节的位定义
D7～D1位组成从机的地址。D0位是数据 传送方向位，为“0”时表示主机向从机写数 据，为“1”时表示主机由从机读数据。
iic协议格式
IIC（Inter-Integrated Circuit）协议，即集成电路总线协议，是一种两线制的串行通信总线，使用多主从架构。
IIC协议主要应用于数据量不大且传输距离短的场合，如主板、嵌入式系统或手机连接低速周边设备。
常见的传输速率有100kb/s、300kb/s和3.4Mkb/s。
IIC协议的传输格式以8bit为一个基本传输单位，包含地址、片选、读写和数据信号。
其基本时序如图所示，SCL为输入的时钟信号，SDA既可作为数据的输入信号，也可作为数据的输出信号。
在IIC总线协议中，数据的传输过程包括以下几个步骤：
1. START信号：表示数据传输的开始。
在SCL线为高电平的情况下，SDA线由高变低，即视为START开始。
2. 数据传输：在START信号之后，数据按照预定的格式进行传输。
数据线SDA上的电平变化表示数据的传输方向和状态。
3. STOP信号：表示数据传输的结束。
在SCL线为高电平的情况下，SDA线由低变高，即视为STOP结束。
基于51单片机的AD pcf8951 C程序
sda=1;
delay();
for(i=0;i<8;i++)
{
scl=1;
delay();
k=(k<<1)|sda;
scl=0;
delay();
}
return k;
}
void ad_zhuan()//初始化AD转换
{
start();//启动信号
write_byte(0x90);//寻pcf8591址
respons();
stop();
return temp;
}
void main()
{
uchar a,A1,A2,A3,adval;
init();//初始化
//write_add(23,0xaa);向EEPROM写
delay1(100);
//P1=read_add(23);读EEPROM中数据
while(1)
scl=1;
delay();
TMOD=0x21; //定时器1的工作方式2；8位初值自动重装定时器
SCON=0x50;//8位数据允许串行接受
TH1= 0xfd;//产生波特率
TL1= 0xfd;
EA=1;
TR0=1;
}
void write_byte(uchar date)//写一个字节
{
uchar i,temp;
{
sda=0;
delay();
scl=1;
delay();
sda=1;
delay();
}
void respons() //应答
{
uchar i;
scl=1;
delay();
具有I2C总线接口的AD芯片PCF8591及其应用
标题：具有I2C总线接口的A/D芯片PCF8591及其应用2009-05-28 04:03:27摘要：I2C总线是Philips公司推出的新型单片机系统。
它采用串行总线，主控器与外围器件仅靠两条线进行信息传输，一条称为时钟线（SCL），另一条位数据线（SDA）。
I2C总线单片机系统较通用单片机系统电路简单。
由普通CPU芯片同I2C专用器件组成的系统为模拟I2C系统，它性能稳定，价格较低，目前已得到广泛应用.本文介绍了具有I2C接口的A/D芯片PCF8591的引脚图及应用电路，并在暖水锅炉温度记录仪中得到应用。
关键词：I2C总线A/D转换器件地址控制字节1 引言I2C总线是Philips公司推出的串行总线，整个系统仅靠数据线（SDA）和时钟线（SCL）实现完善的全双工数据传输，即CPU与各个外围器件仅靠这两条线实现信息交换。
I2C总线系统与传统的并行总线系统相比具有结构简单、可维护性好、易实现系统扩展、易实现模块化标准化设计、可靠性高等优点。
在一个完整的单片机系统中，A/D转换芯片往往是必不可少的。
PCF8591是一种具有I2C 总线接口的A/D转换芯片。
在与CPU的信息传输过程中仅靠时钟线SCL和数据线SDA就可以实现。
2 芯片介绍PCF8591是具有I2C总线接口的8位A/D及D/A转换器。
有4路A/D转换输入，1路D/A模拟输出。
这就是说，它既可以作A/D转换也可以作D/A转换。
A/D转换为逐次比较型。
引脚图如图1所示。
结构图如图2所示。
电源电压典型值为5V。
AIN0～AIN3：模拟信号输入端。
A0～A3：引脚地址端。
VDD、VSS：电源端。
（2.5～6V）SDA、SCL：I2C总线的数据线、时钟线。
OSC：外部时钟输入端，内部时钟输出端。
EXT：内部、外部时钟选择线，使用内部时钟时EXT接地。
AGND：模拟信号地。
AOUT：D/A转换输出端。
VREF：基准电源端。
图2PCF85913 应用3.1 器件总地址PCF8591采用典型的I2C总线接口器件寻址方法，即总线地址由器件地址、引脚地址和方向位组成。
iic协议手册
iic协议手册IIC（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，被广泛应用于数字集成电路之间的通信。
本手册将详细介绍IIC协议的基本原理、通信模式、信号电平和传输速度等关键要点。
一、基本原理IIC协议最早由飞利浦公司（现在的恩智浦半导体）于1982年推出，用于解决集成电路之间的通信问题。
它基于两根双向线路：SDA（串行数据线）和SCL（串行时钟线），实现了高效率的数据传输和设备间的通信。
二、通信模式1. 主从模式：IIC通信中，通常会有一个主设备（Master）和多个从设备（Slave）。
主设备负责发起通信，从设备则被主设备控制并传输数据。
2. 单主模式：只能有一个主设备，但可以连接多个从设备。
主设备可以通过发送地址来选择特定的从设备进行通信。
3. 多主模式：允许多个主设备同时存在，并通过总线仲裁机制（bus arbitration）来解决竞争冲突。
三、信号电平1. 逻辑低电平：0V至0.3V之间。
2. 逻辑高电平：0.7VDD至VDD之间（VDD为供电电压）。
3. 电压标准：IIC协议定义了标准模式、快速模式和高速模式，对应的电压标准分别为3.3V和5V。
用户在使用时需根据实际情况选择合适的电压标准。
四、传输速度IIC协议的传输速率可通过调整时钟频率进行控制，最高速度取决于总线电容和负载。
根据不同的模式，IIC协议可以达到的最高传输速率分别为100kbps（标准模式）、400kbps（快速模式）和3.4Mbps（高速模式）。
五、通信过程IIC通信包括起始条件、地址传输、数据传输和停止条件等多个环节。
以下是一种简单的通信过程示例：1. 主设备发送起始条件：SCL线为高电平时，SDA线由高电平跳变为低电平。
2. 主设备发送从设备地址：主设备发送从设备的7位地址，包括读/写位。
从设备通过比较地址选择响应。
3. 数据传输：根据读/写位选择需要读取或写入的数据。
4. 停止条件：主设备通过将SDA线由低电平跳变为高电平，产生停止条件。
IIC总线工作原理
IIC总线工作原理IIC（Inter-Integrated Circuit）总线是一种串行通信接口标准，广泛应用于各种电子设备之间的通信。
它在数字电路领域中被普遍使用，因为它具有简单、易于实现和低功耗的特点。
IIC总线可以用于连接各种外设，如传感器、存储器、显示屏等，实现它们之间的数据传输和控制。
首先，IIC总线的起始信号是一个高电平到低电平的时钟信号（SCL），它表示通信的开始。
当SCL为高电平时，数据线（SDA）处于空闲状态，并且可以连接多个设备。
当SCL为低电平时，表示通信成功开始。
当起始信号发送后，接下来是地址和数据传输阶段。
在这个阶段，主设备（通常是控制器）会发送一个7位的地址码给从设备（如传感器）。
地址码用于指示从设备编号，这样主设备就能识别目标设备。
此外，还有一个位用于指示读取（R）或写入（W）操作。
主设备发送完地址码后，从设备会发送一个应答信号（ACK）来确认接收到地址码。
如果从设备正常工作，它会拉低SDA线来发送ACK信号。
如果没有设备响应地址码，主设备会发送停止信号来终止通信。
一旦主设备发送了起始信号和地址码，接下来就是数据传输阶段。
在数据传输阶段，主设备将发送或接收以字节为单位的数据。
数据线的电平发送者由主设备和从设备的电平决定。
主设备将每个字节分成8个位，依次在SDA上发送，并根据SCL时钟信号来同步数据传输。
在每个字节发送之后，接收者会回复一个ACK信号来确认已接收到数据。
主设备可以选择继续发送更多字节，或者发送停止信号来结束通信。
最后，通信的最后阶段是停止信号。
停止信号也是一个高电平到低电平的时钟信号，它表示通信的结束。
停止信号发出后，SDA和SCL两条线都回到高电平状态，表示通信已经结束。
总的来说，IIC总线的工作原理是基于起始信号、地址和数据传输，以及停止信号。
起始信号用于表示通信开始，地址和数据传输用于实现主设备和从设备之间的数据传输，而停止信号表示通信结束。
通过这种方式，IIC总线可以实现简单、高效的串行通信，广泛应用于各种电子设备之间的连接和通信。
iic协议讲解
iic协议讲解IIC（Inter-Integrated Circuit，即I2C）是一种串行通信协议，由飞思卡尔公司（现在是恩智浦公司）于1982年首次推出。
它通过两根信号线（SCL和SDA）进行通信，并且允许多个设备共享同一对信号线。
IIC协议使用主从结构，其中一个设备充当主设备，控制通信的起止，而其他设备充当从设备，等待主设备的命令或请求。
以下是IIC协议的一些关键概念和基本通信流程：1. 帧格式：IIC通信是基于字节的，每个数据传输都是1个字节。
每个字节由8个位组成，其中最高位是读或写位，指示主设备是发送数据还是请求数据。
2. 起始信号和停止信号：通信开始前，主设备发送一个起始信号（S）来指示通信的开始，结束时发送一个停止信号（P）来指示通信的结束。
3. 寻址：主设备通过发送设备地址来选择要与之通信的从设备。
每个从设备都有一个唯一的地址，可以是7位或10位。
在7位寻址模式下，可以有最多128个从设备。
4. 数据传输：主设备可以发送数据给从设备，也可以请求从设备发送数据给主设备。
数据传输是通过在SCL线上的时钟脉冲上的时钟信号同步进行的。
5. 硬件确认：每个字节的传输后，接收到字节的设备都会返回一个ACK或NACK信号，以表示是否成功接收到字节。
ACK （ACKnowledge）表示成功接收到字节，而NACK（Not ACKnowledge）则表示接收出错。
6. 速度：IIC协议支持不同的传输速度，通常有标准模式（100 Kbps）和快速模式（400 Kbps）。
一些设备还支持更高的速度，如高速模式（3.4 Mbps）和超高速模式（5 Mbps）。
总的来说，IIC协议是一种简单、灵活且可靠的通信协议，广泛应用于各种电子设备之间的通信，如传感器、存储器和外围设备等。
它的主要优点是只需两根线来进行通信，并且可以连接多个设备，节省了电路复杂度和空间。
I2C总线协议详解
I2C总线协议详解简介：I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于衔接微控制器及其外围设备。
I2C总线产生于在80年月，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中用法，其中包括单个组件状态的通信可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增强了系统的平安性，便利了管理。
I2C总线特点I2C总线最主要的优点是其容易性和有效性。
因为接口挺直在组件之上，因此I2C总线占用的空间十分小，削减了板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。
总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。
I2C总线的另一个优点是，它支持多主控(multimastering)，其中任何能够举行发送和接收的设备都可以成为主总线。
一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。
固然，在任何时光点上只能有一个主控。
I2C总线工作原理总线的构成及信号类型I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。
在CPU与被控IC之间、IC与IC之间举行双向传送，最高传送速率100kbps。
各种被控制电路均并联在这条总线上，但就像电话机一样惟独拨通各自的号码才干工作，所以每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器(或被控器)，又是发送器(或接收器)，这取决于它所要完成的功能。
CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类;控制量打算该调节的类别(如对照度、亮度等)及需要调节的量。
这样，各控制电路虽然挂在同一条总线上，却彼此自立，互不相关。
I2C总线在传送数据过程*有三种类型信号，它们分离是：开头信号、第1页共4页。
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起始和终止信号都是由主机发出的，在起始信号产生后， 总线就处于被占用的状态；在终止信号产生后，总线就处 于空闲状态。
连接到I2C总线上的器件，若具有I2C总线的硬件接口，则 很容易检测到起始和终止信号。
接收器件收到一个完整的数据字节后，有可能需要完成 一些其它工作，如处理内部中断服务等，可能无法立刻接收 下一个字节，这时接收器件可以将SCL线拉成低电平，从而 使主机处于等待状态。直到接收器件准备好接收下一个字节 时，再释放SCL线使之为高电平，从而使数据传送可以继续 进行。
下面讲基于IIC的集AD与DA一体的
—— PCF8591
1、概述
PCF8591
单电源供电 工作电压：2.5 V ~ 6 V 待机电流低 I2C总线串行输入/输出 通过3个硬件地址引脚编址 采样速率取决于I2C总线速度 4个模拟输入可编程为单端或差分输入 自动增量通道选择 模拟电压范围：VSS~VDD 片上跟踪与保持电路 8位逐次逼近式A/D转换 带一个模拟输出的乘法DAC
三、数据传送格式 （1）字节传送与应答
每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传 送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟 随一位应答位（即一帧共有9位）。
由于某种原因从机不对主机寻址信号应答时（如从机 正在进行实时性的处理工作而无法接收总线上的数据）， 它必须将数据线置于高电平，而由主机产生一个终止信号 以结束总线的数据传送。 如果从机对主机进行了应答，但在数据传送一段时间后 无法继续接收更多的数据时，从机可以通过对无法接收的 第一个数据字节的“非应答”通知主机，主机则应发出终 止信号以结束数据的继续传送。 当主机接收数据时，它收到最后一个数据字节后，必须 向从机发出一个结束传送的信号。这个信号是由对从机的 “非应答”来实现的。然后，从机释放SDA线，以允许主 机产生终止信号。
I2C串行总线的组成及工作原理
结合AD/DA芯片PCF8591与AT24C02
I2C串行总线的组成及工作原理
采用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统 的体积减小、可靠性提高。同时，系统的更改和扩充极为容 易。 常用的串行扩展总线有： I2C （Inter IC BUS）总线， 如PCF8591，AT24C02 单总线（1－WIRE BUS）, 如温度传感器18B20 SPI（Serial Peripheral Interface）总线, 如串行口 Microwire/PLUS等。 本课仅讨论I2C串行总线。
器件寻址
PCF8591采用典型的I2C总线接口器件寻址方法,即总 线地址由器件地址、引脚地址和方向位组成。 由PHILIPS公司规定AD器件地址为1001，引脚地址为 A2A1A0,其值由用户选择因此 系统中最多可接8个具有I2C 接口的器件，地址的最后一位为方向为R/W,当主控器对 A/D器件进行读操作时为 1，进行写操作时为0，总线操作 时，由器件地址、引脚地址和方向位组成的从地址为主控 器发送的第一字节。
a、主机向从机发送数据，数据传送方向在整 个传送过程中不变：
注：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则 表示数据由从机向主机传送。 A表示应答， A非表示非应答（高电平）。S表示起始信号， P表示终止信号。。
b、主机在第一个字节后，立即从从机读数据
c、在传送过程中，当需要改变传送方向时， 起始信号和从机地址都被重复产生一次，但 两次读/写方向位正好反相。
（2）数据帧格式 I2C总线上传送的数据信号是广义的，既包括地址 信号，又包括真正的数据信号。
在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位）， 第8位是数据的传送方向位（R/T），用“0”表示主 机发送数据（T），“1”表示主机接收数据（R）。 每次数据传送总是由主机产生的终止信号结束。但 是，若主机希望继续占用总线进行新的数据传送， 则可以不产生终止信号，马上再次发出起始信号对 另一从机进行寻址。 在总线的一次数据传送过程中，可以有以下几种 组合方式：
PCF8591
2、应用 闭环控制系统 用于远程数据采集的低功耗转换器 电池供电设备 在汽车、音响和TV应用方面的模拟电平时，SDA 线从高电平向低电平切换，这个 情况表示起始条件；
#define somenop {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}
发送字节
void iic_sendbyte(unsigned char byt) { unsigned char i; for(i=0;i<8;i++) { if(byt&0x80) //先发高位 SDA = 1; else SDA = 0; somenop; SCL = 1; byt <<= 1; somenop; SCL = 0; } }
PCF8591是单片、单电源低功 耗8位CMOS数据采集器件，具有4 个模拟输入、一个输出和一个串行 I2C总线接口。3个地址引脚A0、 A1和A2用于编程硬件地址，允许 将最多8个器件连接至I2C总线而不 需要额外硬件。器件的地址、控制 和数据通过两线双向I2C总线传输。
器件功能包括多路复用模拟输 入、片上跟踪和保持功能、8位模 数转换和8位数模拟转换。最大转 换速率取决于I2C总线的最高速率。
iic_sendbyte(0x90);
控制字节
控制字节用于实现器件的各种功能 如模拟信号由哪几个通道输入等 控 制字节存放在控制寄存器中 总线操作时为主控器发送的第二字节其格 式如下所示。
iic_sendbyte(0x03);
其中： D1D0两位是A/D通道编号: 00：通道0；01：通道1；10： 通道2；11：通道 3 D2：自动增量选择(有效位为1)，每次A/D转换后通道号将 自动增加 D5,D4 模拟量输入选择： 00为四路单数入； 01为三路差分输入； 10 为单端与差分配合输入；11为模拟输出允许有效 D6:模拟输出使能，即DA使能
接收字节
unsigned char iic_recbyte(void) { unsigned char da; unsigned char i; for(i=0;i<8;i++) { SCL = 1; somenop; da <<= 1; if(SDA) da |= 0x01; SCL = 0; somenop; } return da; }
写字节(DA)操作流程 在进行数据操作时： 首先是主控器发出起始信号； 然后发出寻址字节(写)； 被控器做出应答后； 然后发出控制字节(写)； 被控器做出应答后；
主控器向被控器写入第一个数据字节,被控器回一个应答; 主控器向被控器写入第二个数据字节,被控器回一个应答;
……
主控器发出停止信号。
应答响应
8.2 80C51单片机I2C串行总线器件的接口 8.2.1 总线数据传送的模拟
主机可以采用不带I2C总线接口的单片机，如 80C51、AT89C2051等单片机，利用软件实现I2C 总线的数据传送，即软件与硬件结合的信号模拟。 一、典型信号模拟 为了保证数据传送的可靠性，标准的I2C总线的数 据传送有严格的时序要求。I2C总线的起始信号、终 止信号、发送“0”及发送“1”的模拟时序 ：
8.1.2
I2C总线的数据传送
一、数据位的有效性规定
I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据 线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电 平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
二、起始和终止信号
SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电 平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间， SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。
PCF8591
3、引脚图 • AIN0～AIN3：模拟信号输入端。 • A0～A3：引脚地址端。 • VDD、VSS：电源端。（2.5～6V） • SDA、SCL：I2C 总线的数据线、时钟线。 • OSC：外部时钟输入端，内部时钟输出端。 • EXT：内部、外部时钟选择线，使用内部时 钟时 EXT 接地。 • AGND：模拟信号地。
I2C串行总线概述
I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多 主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高 性能串行总线。
I2C总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另 一根是时钟线SCL。
I2C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均 为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总 线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。
主机在接收到一个字节后， 向从机作出应答
主机等待从机应答
void iic_ack(bit ackbit) { if(ackbit) SDA = 0; //应答 else SDA = 1; //非应答 somenop; SCL = 1; somenop; SCL = 0; SDA = 1; //SDA拉高,释放SDA线 somenop; }
控制字节
D5,D4 模拟量输入选择： 00为四路单数入； 01为三路差分输入； 10 为单端与差分配合输入；11为模拟输出允许有效
读字节(AD)操作流程 在进行数据操作时： 首先是主控器发出起始信号； 然后发出寻址字节(写)； 被控器做出应答后； 然后发出控制字节(写)； 被控器做出应答后；
然后发出寻址字节(读)； 被控器做出应答后； 主控器从被控器读出第一个数据字节,主控器发出应答; 主控器从被控器读出第二个数据字节,主控器发出应答; …… 主控器从被控器读出第n个数据字节,主控器发出非应答信号; 主控器发出停止信号。
void iic_start(void) { SDA = 1; _nop_(); SCL = 1; somenop; SDA = 0; somenop; SCL = 0; }
I2C停止
SCL 线是高电平时，SDA 线由低电平向高电平切换，这个 情况表示停止条件。