湘潭工學院信息與電氣工程系(411201) ; ; 黃采倫
摘 ; 要 I2C總線數字電位器是Xicor公司推出的數字電位器中較有代表性的一種,它集許多先進特性于一體,倍受使用 ; ; 者矚目;本文介紹其特性、工作原理及與單片機的接口技術。 ; ; ; ; ; 關鍵詞 數字電位器 ; I2C總線 ; ; 單片機 ; ; 程序模塊 1 引言 ; ; ; 隨著I2C總線應用的日益廣泛,兼容I2C總線的接口芯片及存儲器的品種也越來越多,其中數字電位器以其調節方便、使用壽命長、受物理環境的影響小、性能穩定等特點,已被廣大電子工程技術人員所認識;尤其是在音頻產品、控制領域等的應用越來越受到人們的重視。I2C總線數字電位器是美國Xicor公司推出的X9×××系列數字電位器中較有代表性的一種。它是把幾個E2POT非易失性數字電位器集成在一起的單片CMOS微電路,具有二線串行I2C總線接口,易于軟件控制,可直接讀出、寫入滑動端位置,可級聯使用等先進特性。本文以X9241為例說明。 ; ; ; X9241內部包括一個I2C接口和四個數字電位器。每個數字電位器由電阻陣列及與之對應的滑動端計數寄存器WCR、四個8位數據寄存器R0~R3等部分構成。其引腳配置如圖1所示。 2.1 電阻陣列 ; ; ; 每個電阻陣列由63個串聯連接的分立的電阻段組成。每個電阻陣列的物理終端等效于機械電位器的固定端（VH和VL輸入端）。每個陣列的VH和VL以及每個電阻段之間的接點（即抽頭）通過FET開關連接滑動輸出端VW;而滑動端VW在電阻陣列中的位置由WCR控制。 ; ; ; 如果將四個電阻陣列中的兩個、三個或四個串聯起來可構成127、190或253個抽頭的數字電位器。 2.2 滑動端計數寄存器WCR ; ; ; 滑動端計數寄存器WCR實際上是一個6位帶有譯碼輸出的計數器,用來實現選擇六十四選一的FET開關的位置,即控制滑動端在電阻陣列中的位置。WCR是一種易失性存貯器,其內容可通過指令改寫,上電時裝入數據寄存器R0的內容（注意：此值可能與斷電時的值不同）。 2.3 數據寄存器 ; ; ; 數據寄存器的內容可由用戶讀出或寫入,其內容可傳輸到滑動計數寄存器WCR以設置滑動端的位置。每個數字電位器有四個8位非易失性數據寄存器R0~R3。 2.4 串行接口 ; ; ; X9241支持I2C串行雙向總線的定向規約：實際應用時X9241為從器件,由主機啟動數據的傳輸,并為發送和接收操作提供時鐘。數據線SDA和時鐘線SCL的信號間關系（起始條件、終止條件及應答條件）見圖2。 3 器件尋址及指令結構 3.1 器件尋址 ; ; ; 在起始后,主器件輸出它所要訪問的從器件地址,該地址的格式如下：
2 結構原理 ; 
圖1 X9241引腳配置圖其中VW0、VW1、VW2及VW3分別為四個電位器的滑動端;VL0、VL1、VL2及VL3分別為四個電位器的低端;VH0、VH1、VH2及VH3分別為四個電位器的高端;A0、A1、A2及A3為地址線（用來設置從屬地址低4位）;SDA及SCL分別為串行數據和串行時鐘;VCC及VSS分別為電源和地
; ; ; ; X9241電位器電阻陣列的阻值種類根據后綴的不同而不同。當分別為Y、W、U時,則電阻陣列分別為四個2kΩ、四個10kΩ、四個50kΩ的數字電位器;而當為M時,其內部四個數字電位器阻值分別為2kΩ、10kΩ、10kΩ、50kΩ。
