IAP15F2K61S2单片机与PCF8591的ADC和DAC实验教程

IAP15F2K61S2单片机是一款由STC公司生产的8051内核的单片机，具有高可靠性和高性能的特性，广泛应用于嵌入式系统的开发。PCF8591是一款具有单电源供电、8位模数转换器(ADC)和8位数模转换器(DAC)的芯片，能够通过I2C总线进行通信。PCF8591的ADC部分可以测量最多四路模拟输入信号，而DAC部分可以输出一路模拟信号。在本次实验中，我们利用IAP15F2K61S2单片机与PCF8591进行交互，完成模数转换与数模转换的实验，并使用KEIL软件开发相应的程序。 实验目的主要包括以下三点： 1. 掌握I2C总线通讯基本特点和工作时序。I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是一种多主机的串行通信总线，具有设备地址识别、双向传输、支持多主多从模式、硬件地址识别等特点。掌握其基本特点和工作时序对于开发基于I2C总线的系统至关重要。 2. 掌握51单片机模拟I2C总线时序的程序设计方法。由于IAP15F2K61S2单片机没有内置I2C硬件接口，因此需要通过软件模拟I2C总线的通信协议和时序，这就需要开发者具备编写I2C通讯协议的能力。 3. 掌握PCF8591 ADC芯片的操作方法。通过实验学习如何控制PCF8591芯片，进行模拟信号的采集和数字信号的输出。 实验配置要求中提到的J3跳线配置为MM方式，J5配置为BTN、J2配置为1-3和2-4，这些配置项是实验硬件电路的配置选项，用于设定单片机与外围设备（如数码管、电位器等）的连接方式。 程序现象描述了通过旋转电位器，数码管显示的数字会根据模拟信号的变化在0到255之间变化。这个现象说明单片机通过ADC采集到了模拟信号，并通过相应的程序处理后，将数字信号展示在数码管上。 硬件环境方面，实验中使用的是IAP15F2K61S2单片机，工作在11.0592MHz的频率下。这个频率是常见的晶振频率之一，为单片机提供时钟信号，确保程序的运行。 在主函数中，代码首先初始化了一些用于计时的寄存器，设置了定时器模式、定时初值，以及打开了定时器的中断使能和全局中断使能。紧接着，调用了`init_pcf8591()`函数对PCF8591芯片进行初始化。在初始化过程中，需要设置PCF8591的控制字，以配置芯片的工作模式。 此外，从文件名称列表中可以看出，此次实验包含了STC IAP15F2K61S2单片机电赛平台开发板的原理图PDF文件。通过原理图，开发者可以了解开发板的硬件连接方式，以及各个组件之间的关系。PCF8591_ADC实验和PCF8591_DAC实验的文件名暗示了实验可能包含了两部分内容，即ADC采集实验和DAC输出实验。开发者在完成硬件连接和程序下载后，通过调节电位器观察数码管的数值变化，验证模拟到数字转换（ADC）和数字到模拟转换（DAC）的实现。 整个实验流程不仅加深了对I2C通信协议的理解，而且加强了对单片机内部模块，特别是定时器的使用、模拟输入输出的操作以及程序编写实践的能力。