Operácie

Zbernica i2c: PCF8591

Z SensorWiki

Verzia z 11:45, 22. apríl 2021, ktorú vytvoril Balogh (diskusia | príspevky) (Modul YL-40)
(rozdiel) ← Staršia verzia | Aktuálna úprava (rozdiel) | Novšia verzia → (rozdiel)


Modul YL-40

MIPS Modul YL-40.jpg

Modul YL-40 obsahuje kombinovaný A/D a D/A prevodník PCF8591 a niekoľko ďalších komponentov. K mikroprocesoru ho pripájame cez konektor J3, ktorý okrem napájania obsahuje aj dva komunikačné signály rozhrania i2c - SCL (Serial Clock) a SDA (Serial Data). Na druhej strane modulu sa nacháda konektor J2, na ktorom sú štyri analógové vstupy a jeden analógový výstup. Adresa modulu je nastavená na pevno signálmi A0, A1 a A2 a nedá sa zmeniť. Na module sa nachádza aj trimer (premenlivý rezistor nastaviteľný nástrojom), ktorým si ľahko možno overiť správnu funkciu A/D prevodníka. Okrem toho je na module aj termistor a fotoodpor, ktoré umožňujú realizovať orientačné merania teploty a osvetlenia. Ak potrebujete využiť všetky štyri analógové vstupy, dajú sa tieto prvky odpojiť prepojkami J4, J5 a J6.

Analógový výstup je pripojený na signalizačnú LED diódu (zelená), takže sa dá tento výstup kontrolovať vizuálne. Žiaľ, LED dióda predstavuje pomerne veľkú záťaž, takže výstupné napätie nie je veľmi presné a nedosiahne ani max. možnú úroveň. Pre kvalitnejšiu aplikáciu by sme museli LED diódu alebo rezistor odpájkovať. Okrem toho je na module červená LED dióda, ktorá signalizuje prítomnosť napájacieho napätia.

Ain 0 J5 fotorezistor (s rastúcou hodnotou osvetlenia hodnota klesá)
Ain 1 J4 NTC termistor (s rastúcou teplotou hodnota klesá)
Ain 2 -- nezapojený (náhodné čísla)
Ain 3 J6 potenciometer ( 0 - 255 )


MIPS 8591 SchemaZapojenia.png
Schéma zapojenia modulu YL-40.

MIPS 8591 PinOut.png
Vstupy a výstupy modulu YL-40 (ak neviete ako ho pripojiť k Arduinu, pozrite si zapojovací diagram).


PCF8591

Integrovaný obvod PCF8591 je jednočipový kombinovaný obvod 8-bitového A/D a D/A prevodníka vyrobený technológiou CMOS. Je určený na pripojenie k zbernici I2C, pričom na vstupoch A0, A1 a A2 vieme nastaviť adresu zariadenia a pripojiť tak na jednu zbernicu až 8 takýchto obvodov. Obvod má štyri analógové vstupy a jeden analógový výstup. Vstupy aj výstup využívajú jediný a spoločný prevodník, takže prevod je multiplexovaný a pri využití všetkých 5 I/O musíme počítať s poklesom rýchlosti.

Maximálna rýchlosť prevodov je limitovaná rýchlosťou zbernice I2C.

Block Diagram

MIPS PCF8591 internals.png
Blokový diagram obvodu 8591.


Vlastnosti

  • Štyri nezávislé analógové napäťové vstupy (rozsah 0-5 V)
  • Možnosť využiť vždy dva vstupy ako jeden diferenciálny
  • Jeden analógový napäťový výstup (rozsah 0-5 V)
  • Interný 8-bitový A/D prevodník pracujúci metódou postupnej aproximácie
  • Pripojenie cez zbernicu I2C bus
  • Rozsah napájania: 2,5 - 6 V DC; režim so zníženou spotrebou
  • Adresa nastaviteľná v rozsahu 0x90-9F


Software

Pri tvorbe programu pre modul budeme využívať už hotovú knižnicu i2cmaster dostupnú odtiaľto http://senzor.robotika.sk/mmp/src/i2c/

1. Inicializácia

Najprv je potrebné zbernicu inicializovať:

         i2c_init();                                       // initialize I2C library

2. Čítanie z A/D prevodníka

Potom môžeme prečítať hodnotu na analógovom vstupe č. 3, na ktorom je pripojený trimer:

MIPS 8591 ReadValue.png
Postupnosť pre čítanie hodnoty z obvodu 8591.

/*    value = AnlogRead-From-PCF8591(channel);   */	

         i2c_start( PCF8591_ADDR << 1 | I2C_WRITE);        // set device address and write mode
         i2c_write(channel);                               // which channel want to read
         i2c_stop();
         i2c_rep_start(PCF8591_ADDR << 1 | I2C_READ);      // repeated start for reading
         i2c_readAck();                                    // read dummy byte
 value = i2c_readNak();                                    // read Analog value
         i2c_stop();


3. Zápis na analógový výstup

A napokon prečítanú hodnotu zapíšeme na analógový výstup, takže zmenu priamo uvidíme na pripojenej zelenej LED dióde.

MIPS 8591 WriteValue.png
Postupnosť pre zápis hodnoty do obvodu 8591.

 /*    AnalogWrite-To-PCF8591(value);   */	
	
         i2c_start((PCF8591_ADDR << 1 | I2C_WRITE));       // set device address and write mode
         i2c_write(CONTROL BYTE);                          // set analog output active 
         i2c_write(value);                                 // write the required Analog Output value (0-255)
         ...                                               // multiple write possible
         i2c_stop();                                       // set stop conditon = release bus

Program je samozrejme vhodné doplniť o zobrazovanie veličín buď na LCD displeji, alebo v termináli cez sériové rozhranie.

Pri vytváraní riadiaceho slova by vám mal napomôcť tento obrázok z datasheetu:

MIPS 8591 Register.png
Obsadenie riadiaceho registra obvodu 8591.


Úlohy

  1. Pripojte modul YL-40 k svojmu mikropočítaču.
  2. Napíšte program, ktorý prečíta hodnotu z analógového vstupu 3, na ktorom je potenciometer a
  3. tú istú hodnotu zapíšte na analógový výstup.
  4. Zobrazte hodnotu aj na displeji/sériovej linke.
  5. Otestujte aj termistor a fotorezistor.


Resource