在上一篇博客中，我们介绍了在树莓派中使用模数转换芯片的基本方法，如果你对上一篇博文中介绍的内容已经有了深入的理解，那后面的应用试验对你来说将非常容易。如果不是，那么我建议你先将之前介绍的内容在研究一下：
https://my.oschina.net/u/2340880/blog/5142788
现在，如果你决定继续本篇博客的学习，那么我认为你已经了解了PCF8591芯片的基本用法，明白了PCF8591的接线方式，I2C总线的基本工作原理以及PCF8591的设置命令的意义和读数据的方法。
一、读取外部传感器的模拟信号
在本系列博客的上一篇文章中，我们通过读取PCF8591实验模块自带的可调节电压输出、光敏传感器和热敏传感器实现了对当前环境信息的的读取，除了可以读取当前设置的输出电压外，我们还可以获得当前的环境的温度和亮度。PCF8591实验模块自带的传感器可以让我们很方便的进行实验，其实在实际应用中，更多时候我们需要从AIN0到AIN3引脚来获取外接传感器的模拟信号。现在，我们尝试下通过AIN0和AIN1两个输入引脚来获取外接光敏和热敏传感器的数据。
1.关于实验所使用的传感器
我们这里的小实验将使用光敏和热敏传感器。
光敏模块
光敏传感器能够感应光纤的明暗变化，其实现此功能的核心在于光敏电阻，只做光敏电阻的常用材料有硫化镉、硫化铝等。这些材料在特定波长的光波照射下，其阻值会产生明显的变化。本次实验，我们使用的光敏传感器模块如下图所示：
可以看到，此模块的核心是一个光敏电阻，提供了可调节灵敏度的功能单元和两个LED指示灯，其中一个LED是电源指示灯，接通电源后会亮，另一个LED灯是电平指示灯，当光亮达到阈值时，输出引脚输出低电平，此LED灯亮，当光亮度较暗时，输出引脚输出高电平，此LED灯不亮。我们再看此模块的4个引脚：
VCC：电源引脚
GND：接地引脚
DO：数字信号输出引脚(高低电平)
AO：模拟信号输出引脚
热敏模块
本次实验我们使用的热敏模块的功能与上面将的光敏模块类似，如下图所示：
此热敏模块同样包含两个LED指示灯、灵敏度调节单元和4个引脚，引脚如下：
VCC：电源引脚
GND：接地引脚
DO：数字信号输出引脚(高低电平)
AO：模拟信号输出引脚
2.实验连线
本次实验，我们使用PCF8591读取光敏和热敏传感器的模拟信号，将其转换成数字信号被树莓派程序处理，同时，我们使用树莓派的GPIO端口来读取传感器本身输出的数字信号，首先，我们先确定要使用的PCF8591的输入引脚和要使用的树莓派GPIO引脚。
PCF8591输入引脚使用：AINO和AIN1，其中AINO读取光敏模拟信号，AIN1读取热敏模拟信号。
GPIO输入引脚使用：GPIO17和GPIO18（BCM编码方式），其中17引脚读取光敏数字信号，18引脚读取热敏数字信号。
PCF8591连线：
PCF8591 树莓派功能引脚
SCL SCL
SDA SDA
GND GND
VCC 5V
光敏传感器：
光敏传感器 树莓派/PCF8591
VCC 树莓派3.3V
GND 树莓派GND
DO 树莓派GPIO11(物理引脚)
AO PCF8591 AIN0
热敏传感器：
热敏传感器 树莓派/PCF8591
VCC 树莓派3.3V
--- ---
GND 树莓派GND
--- ---
DO 树莓派GPIO12(物理引脚)
--- ---
AO PCF8591 AIN1
--- ---
连线最终如下图所示：
和之前相比，我们这次直接在树莓派上连接了3个元件，连线也复杂了很多，只要按照上面的表格，注意引脚的正确即可。
3.编写程序
步入正题，先上代码：
#coding:utf-8
#SMBus (System Management Bus,系统管理总线)
import smbus #在程序中导入“smbus”模块
import RPi.GPIO as GPIO
import time
bus = smbus.SMBus(1) #创建一个smbus实例
# 通过PCF8591读取模拟信号
# 数据亮度的模拟数据
def readLight():
#发送一个控制字节到设备 表示要读取AIN0通道的数据
bus.write_byte(0x48,0x40)
bus.read_byte(0x48) # 空读一次，消费掉无效数据
return bus.read_byte(0x48) # 返回某通道输入的模拟值A/D转换后的数字值
def readTemperature():
#发送一个控制字节到设备 表示要读取AIN1通道的数据
bus.write_byte(0x48,0x41)
bus.read_byte(0x48) # 空读一次，消费掉无效数据
return bus.read_byte(0x48) # 返回某通道输入的模拟值A/D转换后的数字值
# 通过GPIO读取数字信号
# 设置使用的引脚编码模式
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# 光敏模块的数字输出引脚 BCM 17
LP = 11
# 热敏模块的数字输出引脚 BCM 18
TP = 12
# 引脚初始化
GPIO.setup(LP, GPIO.IN)
GPIO.setup(TP, GPIO.IN)
while True:
print('--------分割线----------')
print('亮度数字信号：', GPIO.input(LP))
print('亮度模拟信号：', readLight())
print('温度数字信号：', GPIO.input(TP))
print('温度模拟信号：', readTemperature())
time.sleep(2)
上面的代码有着比较详尽的注释，这里我们无需多说，在树莓派上运行此代码，即可观察到控制台的数据输出。
二、使用操纵杆外设控制圆球移动
如果你顺利完成了上面的实验，先别急着庆祝，你会发现，和本系列前面几篇博客的内容较比，到目前为止我们并没有介绍新的知识，同时也没有做什么新颖的事情。的确如此，但是通过上面实验的练习，可以帮助你更深入的理解数模/模数转换的应用场景，并且让你能够更加灵活的对I2C总线与通用GPIO串口结合进行使用。下面我们要来做一些好玩的事情了，不知道你小时候是否有玩过“大把机”，这是一种摇杆游戏机，摇杆可以朝上下左右4个方向转动，也可以从中间按下。通常，上下左右用来控制游戏人物的行动方向，按下用来进行人物跳跃。现在，我们要来做一个简单的游戏，为树莓派连接操纵杆，控制游戏程序页面上圆球的行为，其中方向控制圆球的移动，按下操纵杆则使圆球变色。
此实验所使用的操纵杆如下图所示：
可以看到，此元件有5个引脚：
GND：接地引脚
+5V：5V电源引脚
VRX：横向坐标模拟信号输出引脚
VRY：纵向坐标模拟信号输出引脚
SW：按钮数字信号输出引脚
操作杆内部实际上封装了双向的电阻器，其阻值会根据摇杆的方向变动产生变化，从而影响引脚信号的产生变化。
1.进行连线
我相信，现在连线对你来说应该是最简单的工作了。操纵杆有模拟信号输出同时也有数字信号输出，我们依然需要结合PCF8591与树莓派GPIO一起使用。关于PCF8591的接线上面有介绍，这里不再重复。操作杆的接线方式如下：
操纵杆 树莓派/PCF8591
GND 树莓派GND
+5V 树莓派5.5V
VRX PCF8591 AIN0
VRY PCF8591 AIN1
SW 树莓派GPIO 11（物理引脚）
