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1. Fonctionnement

    L’interface I²C bus du TDA8444 est toujours un receveur esclave, les données sont acceptées du bus I²C dans le format suivant (figure 3.4) :
 
 
Format des données
figure.3.4 Format des données
 
 
Où :
S = Condition de début.        A2, A1, A0         = Bit d’adresse programmable.   
P = Condition d’arrêt.        I3, I2, I1, I0         = Bits d'instructions.
A = Bit d’acquittement.        SD, SC, SB, SA = Bits de sous adresses.
X = Indéfinie.            D0 à D5         = Bits de données

a) L'Octet d’adresse

    Les adresses valides sont 40, 42, 44, 46, 48, 4A, 4C, 4E (hexadécimal), dépendent de la programmation des bits A2, A1et A0. Avec ces adresses, on peut faire fonctionner indépendamment jusqu’à 8 CNA (TDA8444) dans un seul bus I²C. Aucune autre adresse n’est reconnue par le TDA8444.

b) Les octets d’instructions et de données

    Les instructions valides sont de 00 à 0F et de F0 à FF (hexadécimal) ; le TDA8444 ne répond pas à d’autres valeurs d’instructions.

    Les instructions de 00 à 0F provoquent l’auto incrémentation des sous adresses (SD à SA) quand plus d’un octet de donnée est envoyé dans une seule transmission.
Avec l’auto incrémentation, le premier octet de donnée écrit dans le CNA est adressé par les bits SD à SA et les sous adresses sont auto incrémentées par une position pour les prochains octets envoyés en série.

    L’auto incrémentation n’apparaît pas avec les instructions F0 à FF. A part l’auto incrémentation, il n’y a aucune différence entre les instructions 00 à 0F et F0 à FF. Quand on a un seul octet présent par transmission, le CNA est adressé par les sous adresses et recevra toujours les données envoyées.

    Les sous adresses valides (du bit SD à SA) sont de 0 à 7 (en hexadécimal) reliées numériquement aux CNA0 à CNA7. Quand la fonction auto incrémentation est utilisée, les bits des sous adresses auront une séquence de toutes les valeurs possibles de 0 à F.

3- Le bus I²C

    L’entrée SCL (broche 3) et l’entrée/sortie SDA (broche 4) sont conformes aux spécifications du bus I²C. Les broches 3 et 4 sont protégées contre les impulsions brusques de tension par une diode zéner intégrée connectée à la masse et par conséquent la tension de ligne normale du bus ne doit pas dépasser 5,5 V.
Les entrées d’adresses A0, A1et A2 sont programmées par une connexion à GND pour An =0 ou à Vp pour An = 1.

4- L’entrée Vmax

    La variation de la tension de sortie du CNA dépend de l’entrée Vmax (broche 2) elle est limitée approximativement à Vmax, alors que la résolution des 6 bits est maintenue ; donc donnant une fine résolution de tension pour une plus petites variations en sortie.

5- Le convertisseur numérique analogique

    Chacun des CNA possède : un registre de donnée de 6 bits, des commutateurs à courant et un port de sortie. Des sources de courant comprises entre 20 jusqu’à 25 sont commutées et connectées à l’entrée de donnée afin que la somme des courants sélectionnés donne la tension analogique nécessaire pour le port de sortie. La plage de la tension de sortie est approximativement entre 0,5 à 10,5 V quand Vmax = Vp.

 
III-3.2 Le convertisseur Analogique/Numérique et Numérique/Analogique PCF8591

1- Description générale


    Le PCF8591 est un composant simple, il a une faible consommation en courant, quatre entrées analogiques pouvant chacune acquérir 8-bits de données CMOS, une sortie analogique et une interface I²C bus série. Trois pins d'adresses A0, A1et A2 programmables pour spécifier l'adresse du composant et permettre d'utiliser jusqu'à huit composants connectés au bus I²C. L'octet d'adresse, de donnée et de commande sont envoyé en série via deux lignes bidirectionnelles du bus I²C.

    Le taux de conversion maximal est donné par la vitesse maximale du bus I²C.

2- Caractéristiques


  • 4 entrées analogiques programmables, en entrées différentielles ou communes.
  • Incrémentation automatique du choix du canal.
  • La plage de tension analogique de Vss à Vdd.
  • Conversion Analogique/numérique par approximation successive de 8-bits.
  • Plusieurs CNA et une sortie analogique. 
 
Bloc diagramme du PCF8591
figure.3.5 Bloc diagramme du PCF8591
 
Applications

    Acquisition de donnée a courant faible, équipement actionné par batterie, acquisition des valeurs analogues dans des véhicules à moteur, l’acoustique et les applications audio et TV etc.
 
 
 
Broche
Symbole
Description
 1 AIN0 Entrées analogiques (convertisseur A/N).
 2 AIN1 
 3 AIN2
 
 4 AIN3 
 5 A0 Adresse du composant
 6 A1 
 7 A2
 
 8  Vss
 Tension d'alimentation négative
 9 SDA Donnée en entrée/sortie du bus I²C
 10 SCL Horloge en entrée/sortie du bus I²C
 11 OSC Oscillateur en entrée/sortie
 12  EXT 
 Commutateur de l'oscillateur interne ou externe
 13 AGND Masse analogique
 14 Vref
 Tension de référence fournie
 15 AOUT Sortie analogique (convertisseur N/A)
 16 Vdd Tension d'alimentation positive
 
Tableau 3.2 Brochage du PCF8591
              

1- Fonctionnement

a) L'adressage

    Chaque composant PCF8591 dans le système du bus I²C est activé en envoyant une adresse valide au composant. L'adresse se compose d'une partie fixe et une autre programmable. La partie programmable doit être fixée suivant le raccordement des pins d'adresse A0, A1et A2.

    L'adresse est toujours le premier octet envoyer après les conditions de début (bit de START) du protocole du bus I²C. Le dernier bit de l'octet d’adresse (LSB) est le bit lecture/écriture (s'il est à "1" on est en mode lecture ou conversion A/N, "0" en mode écriture ou conversion N/A) et qui fixe la direction des données transférées (voir figure.3.6, 3.7).
 
L'Octet d'adresse
figure.3.6 L'Octet d'adresse
 
 
b)  L'octet de commande

    En mode écriture (conversion N/A) le second octet envoyer au circuit intégré PCF8591 est l'octet de commande (contrôle), il va être mémorisé dans le registre de commande et il est requis pour contrôler le bon fonctionnement du composant (voir figure 3.7).

    Le bit [C6] indique au registre de commande s'il active ou non la sortie analogique, et pour programmer les sorties analogiques pour travailler en mode différentiel ou en mode commun (simple), ainsi en active les bits [C4] et [C5] selon nous besoins (voir figure 3.7).

    Les bits [C0] et [C1] indiquent quel est le canal sélectionné pour l'entrée analogique défini par les bits [C4] et [C5].

    Si le bit de l'incrémentation automatique [C2] est à "1", alors le numéro du canal est incrémenté après chaque conversion A/N.

    Si l'auto incrémentation est souhaitée dans une application quand l'oscillateur interne est utilisé, le bit d'état de la sortie analogique de l'octet de commande [C6] doit être activé (mise à "1"). Ce qui permet de faire fonctionner l'oscillateur interne continuellement, ainsi on évite un résultat erroné de la conversion qui est due à l'absence (ou au retard) de la mise en marche de l'oscillateur.

    Le choix d'un canal d'entrée non existant à comme conséquence d'attribuer le numéro de canal le plus élevé. Ainsi, si le bit de l'auto incrémentation est à "1", le prochain canal choisi sera toujours le canal "0".

    Les significations des bits restant dans l'octet de commande sont réservées à des applications futures et doivent être placées à "0". Après chaque remise en marche, l'état des bits du registre de commande est remis à "0".

    Le convertisseur N/A et l'oscillateur sont désactivés pour économiser de la puissance. La sortie analogique est commutée à un état d'impédance élevée.
 
 
 
L’octet de commande.
figure.3.7 L’octet de commande.
 
 
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