數字電位器X9241與PIC單片機的接口及程序設計

1 X9241概述

X9241是XICOR公司生產(chǎn)的、把4個(gè)E2POT數字電位器集成在單片的CMOS集成電路上的一種數字電位器。它包含4個(gè)電阻陣列，每個(gè)陣列包含63個(gè)電阻單元，在每個(gè)單元之間和2個(gè)端點(diǎn)之間都有被滑動(dòng)單元訪(fǎng)問(wèn)的抽頭點(diǎn)?；瑒?dòng)單元在陣列中的位置由用戶(hù)通過(guò)2線(xiàn)串行總線(xiàn)接口控制。每個(gè)電阻陣列與1個(gè)滑動(dòng)端計數寄存器(WCR)和4個(gè)8位數據寄存器聯(lián)系在一起。這4個(gè)數據寄存器可由用戶(hù)直接寫(xiě)入和讀出。WCR的內容控制滑動(dòng)端在電阻陣列中的位置，其功能框圖如圖1所示。

2 X9241工作原理

X9241支持雙向總線(xiàn)的定向規約，是一個(gè)從屬器件。它的高4位地址為0101(器件類(lèi)型辨識符)，低4位地址由A3~A0輸入端狀態(tài)決定。在SDA線(xiàn)上的數據只有在SCL為低期間才能改變狀態(tài)。當SCL為高時(shí)，SDA狀態(tài)的改變用來(lái)表示開(kāi)始和終止條件(開(kāi)始條件：SCL為高時(shí)，SDA由高至低的跳變；終止條件：SCL為高時(shí)，SDA由低至高的跳變)。送給X9241的所有命令都由開(kāi)始條件引導，在其后輸出X9241從器件的地址。X9241把串行數據流與該器件的地址比較，若地址比較成功，則作出一個(gè)應答響應。送到X9241的下一個(gè)字節包括指令及寄存器指針的信息，高4位為指令，低4位用來(lái)指出4個(gè)電位器中的1個(gè)及4個(gè)輔助寄存器中的1個(gè)，其格式為：

I3 I2 I1 I0/指 令　P1 P0/電位器選擇 　R1 R0 /　寄存器選擇

9條指令中的4條以發(fā)送指令字節作為結束。這些二字節指令在WCR與數據寄存器中的1個(gè)之間交換數據；4條指令為三字節指令，這些指令在主機與X9241之間傳輸數據(包括主機與1個(gè)數據寄存器和主機與WCR之間)；還有1條指令為增加/減少指令。三類(lèi)指令的指令序列及說(shuō)明見(jiàn)圖2及表1。

X9241包括4個(gè)WCR，每個(gè)E2POT電位器各1個(gè)，WCR可以被認為是一個(gè)6位并行和串行裝載的帶有輸出譯碼的計數器，用來(lái)選擇電阻陣列的64選1的開(kāi)關(guān)。WCR是一個(gè)易失性存儲器，若斷電，其內容即消失。該存儲器在上電時(shí)自動(dòng)裝入R0的值，但必須注意這個(gè)值可能與斷電時(shí)WCR中的值不同。

每個(gè)電位器有4個(gè)非易失性數據寄存器。這些寄存器可以被主機直接讀出或寫(xiě)入，而且數據可以在4個(gè)數據寄存器的任一個(gè)和WCR之間傳輸。任何改變這些寄存器的操作都是非易失性的操作，將花去10 ms的時(shí)間(最大)。

X9241的電阻陣列之間可以串聯(lián)。在三字節指令中，其數據字節包括用來(lái)定義滑動(dòng)端位置的6位(LSB)加上高兩位：CM(串聯(lián)方式，其為0時(shí)電位器正常工作；其為1時(shí)，電位器與它相鄰的高序號的電位器串聯(lián)連接)和DW(禁止滑動(dòng)端，其為0時(shí)滑動(dòng)端使能；為1時(shí)滑動(dòng)端被禁止，此時(shí)滑動(dòng)端是電氣上隔離的并且是浮空的)。當工作于串聯(lián)方式時(shí)，被串聯(lián)的陣列的VH、VL及滑動(dòng)端這三個(gè)輸出端必須在電氣上與外部連接，除了一個(gè)滑動(dòng)端以外，其余的滑動(dòng)端必須禁止。串聯(lián)后的電阻陣列如圖3所示。

3 X9241與PIC16CXX單片機的接口及程序清單

圖4為PIC16C72與X9241的接口電路。與此對應，給出了所有X9241命令操作的程序清單。在此程序中，MAIN為一主程序。在MAIN中，將43寫(xiě)入E2POT#2的WCR(即滑動(dòng)端位置為#43)。然后將滑動(dòng)端抽頭位置減少15個(gè)脈沖的位置，這使得被選定的WCR減少到值28(即滑動(dòng)端位置為#28)。隨后發(fā)出的其它命令也都是相同的過(guò)程，清單中不再贅述。