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树莓派拓展模拟量采集（AD）功能

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树莓派拓展模拟量采集（AD）功能1 前言树莓派自身不带有模拟量采集功能 A D 功能 当需要 AD 功能时 常通过 IIC 外接一个 A D 模块来实现 如 8 位 A D 芯片 PCA9685 本文首先简要介绍 PCA9685 特性 然后基于树莓派的 Bcm2835 库开发 PCA9685 的驱动库 树莓派安装 Bcm2835 库参考这篇文章 2 PCA9685PCA96 芯片有 4 路 8 位的 A D 采集通道和一路 8 位 D A 输出通道 其他通过 IIC 与外部通信 其芯片引脚见下图 其工作电压 VDD 可以 2 5 6V 参考电压 VREF 为 A D 转化参考电压可以与 VDD 一致也可不一致

1.前言

树莓派自身不带有模拟量采集功能（A/D)功能，当需要AD功能时，常通过IIC外接一个A/D模块来实现，如8位A/D芯片PCA9685。本文首先简要介绍PCA9685特性，然后基于树莓派的Bcm2835库开发PCA9685的驱动库。树莓派安装Bcm2835库参考这篇文章。

2.PCA9685

3.树莓派基于Bcm2835编写驱动库

使用C++语言编写该库，为PCA9685芯片编写一个类，其头文件pca9685.h

#ifndef PCF8591_H #define PCF8591_H #include  
     #include  
     #include  
     / * A class to control the 8-bits A/D(D/A) device PCF8591 */ class PCF8591{ 
    public: PCF8591(uint8_t addr = 0x48); bool init(); void setRefV(float refV); uint8_t readAD(uint8_t channel); float readVoltage(uint8_t channel); private: uint8_t _addr; float _refV; char sendBuf[3]; uint8_t errCode; }; #endif

pca9685.cpp文件

#include "pcf8591.h" PCF8591::PCF8591(uint8_t addr) { 
    _addr = addr; _refV = 5.03f; //设置参考电压Vref, 该值为A/D和D/A的参考电压，需要使用万用表测量出来 } / * Before MS5837::init(), please bcm2835_init() in main.c! / bool PCF8591::init() { 
    printf("PCF8591 Init...\n"); if(!bcm2835_i2c_begin()) { 
    printf("bcm2835_i2c_begin failed at %s%d\n",__FILE__,__LINE__); return false; } bcm2835_i2c_setSlaveAddress(_addr); bcm2835_i2c_set_baudrate(); return true; } void PCF8591::setRefV(float refV) { 
    _refV = refV; //设置参考电压Vref, 该值为A/D和D/A的参考电压，需要使用万用表测量出来 } / * brief Read the channel A/D * param channel 0-3 * return 0-255 */ uint8_t PCF8591::readAD(uint8_t channel) { 
    bcm2835_i2c_setSlaveAddress(_addr); //发送CONTROL BYTE sendBuf[0] = 0x00 | channel; if((errCode = bcm2835_i2c_write(sendBuf,1))) printf("bcm2835_i2c_write failed at %s%d, errCode = 0x%x\n",__FILE__,__LINE__, errCode); //读取1字节数据  char byte; if((errCode = bcm2835_i2c_read(&byte,1))) printf("bcm2835_i2c_read failed at %s%d, errCode = 0x%x\n",__FILE__,__LINE__, errCode); return byte; } / * brief read the channel voltage * param channel 0-3 * return 0-_refV */ float PCF8591::readVoltage(uint8_t channel) { 
    return readAD(channel)/255.0f*_refV; }

一个测试例程testMain.cpp

#include "pcf8591.h" #include  
     using namespace std; int main() { 
    bcm2835_init(); PCF8591 pcf8591; if(pcf8591.init()) cout << "PCF8591 init successfully" << endl; else { 
    cout << "PCF8591 init failed" << endl; exit(-1); } int i = 10; while(i) { 
    int byte = pcf8591.readAD(3); cout << byte << endl; bcm2835_delay(100); } return 0; } // g++ testMain.cpp pcf8591.cpp -lbcm2835 -o testMain

驱动库可以直接github下载

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