Bausteine
 
 
 
 
 
I²C -Gatter
 
 
 
 
 
PCF 8591
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
4x 8 Bit AD- und 1x DA-Wandler
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Orientierung
Dieser Baustein für den I2C-Bus enthält vier 8 Bit Analog- zu Digitalwandler und einen 8 Bit Digital- zu Analogwandler, mit zwischengespeichertem Ausgangssignal.

 
 
 
 
 
Spannungsversorgung    Pins: +Ub, GND, Vref, AGND
Die Betriebsspannung dieses Bausteins (+Ub gegen GND) kann zwischen 2,5 und 6V liegen. Die Stromaufnahme ist dabei im Wesentlichen davon abhängig, ob der D/A-Wandler benutzt wird. Im Standby benötigt der Baustein 1µA, im Betrieb 125µA, wenn Aout aktiv ist kann der Strom auf 1mA steigen.

Die Referenzspannung (an Vref gegen AGND) darf maximal den Wert der Versorgungsspannung annehmen.
 
 
 
 
 
Takteingang                     Pins: EXT, OSC
Der Baustein besitzt einen internen Taktgenerator für die Analog- zu Digitalwandlung.
(EXT=0) Dieser wird benutzt, wenn der Steuereingang EXT an Bezugspotential
             liegt. An dem Ausgang OSC ist der interne Takt verfügbar.
(EXT=1) Wird EXT an die Betriebsspannung gelegt, dann muss am Eingang OSC
             ein externer Taktgenerator angeschlossen werden.

Die Taktfrequenz des internen Oszillators liegt zwischen 0,75 bis 1,25 MHz.
 
 
 
 
 
Analogeingänge              Pins: Ain0, Ain1, Ain2, Ain3, AGND
Es können bis zu vier analoge Spannungen in je 8 Bit Digitalwerte gewandelt werden. Das hierzu verwendete Verfahren ist die Successive Approximation. Die analogen Eingangsspannungen benutzen das Bezugspotential AGND. Sie dürfen maximal den Wert der Betriebsspannung + 0,5V annehmen.

Die Analogeingänge besitzen vier verschiedene Modi, die im Control-Register des Bausteins gesetzt werden können. Hier kann auch angegeben werden, welcher Analogeingang zur Wandlung herangezogen werden soll. Die Wandlung geschieht, während das letzte Wandlungsergebnis auf den I2C-Bus ausgegeben wird. Nach einem Reset liegt allerdings noch keine Wandlung vor. So liefert der erste Lesevorgang eines AD-Wandler-Kanals das Byte 80h. Bei den differentiellen Wandlungen wird das Ergebnis zudem im Zweierkomplement also mit positiven und negativen Werten zurückgegeben.

Nicht benutzte Analogeingänge, sollten an eines der Bezugspotentiale, die Versorgungsspannung oder die Referenzspannung angeschlossen werden. Die Geschwindigkeit mit der Wandlungsergebnisse erhalten werden können, ist letztendlich abhängig von der Geschwindigkeit des I2C-Busses.
 
 
 
 
 
Analogausgang               Pins: Aout, AGND
Wird ein digitaler 8 Bit Wert in das Datenregister hineingeschrieben dann erscheint am Ausgang Aout die entsprechende analoge Spannung. Ist im Control-Register die Flagge für den analogen Ausgang gesetzt, wird die Spannung zwischengespeichert und bleibt am Ausgang bestehen, bis ein neuer zu wandelnder Wert in das Datenregister geschrieben wird.
 
 
 
 
 

 
 
Adressierung                   Pins: A0, A1, A2
PCF 8591 Bausteine besitzen drei Benutzerbits zur Einstellung ihrer Adresse am I2C-Bus. Die restlichen Bits der Adresse sind vom Hersteller vorgegeben. Insgesamt lassen sich damit 8 Bausteine am Bus betreiben. Ihre Adressen lauten ..
Schreiben 90h Lesen 91h bis Schreiben 9Eh bis Lesen 9Fh. Dieses Byte ist das erste Byte das gesendet werden muss.
 
 
 
 
 
Adresse des PCF 8591 am I2C-Bus
 
 
 
 
 
 
 
Control Byte
Das zweite Byte, das zum PCF8591 gesendet werden muss ist das Control Byte. Es wird im Control-Register des Bausteins abgelegt, und bestimmt die Funktion des Bausteins. Welche Funktionen eingestellt werden können zeigt unteres Bild.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Autoincrement:
Nach jedem Lesevorgang wird der nächst folgende A/D-Kanal eingeschaltet und dessen Wert beim nächsten Lesevorgang zurückgegeben.
Freigabe Analogausgang:
Ist diese Flagge =1 wird der analoge Ausgabewert gespeichert und bis zur nächsten Wandlung ausgegeben.
 
 
 
 
 
Datenbyte schreiben
Nach der Ausgabe der Adresse und des Control Bytes können beliebig viele Datenbytes mit Werten für den Digital- zu Analogwandler geschrieben werden. Diese Schleife wird durch eine Stopbedingung oder durch das Startflag einer nächsten Datenübertragung beendet.
 
 
Datenbyte lesen
Nach der Ausgabe einer Adresse können in einer Schleife beliebig viele Datenbytes vom Analog- zu Digitalwandler gelesen werden. Diese Schleife endet mit der Stop-Bedingung.
 
 
 
 

 


 

 
      Datenblatt engl.pdf
 
 
 
 
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