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公司生產的、把4個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個電阻陣列，每個陣列包含63個電阻單元，在每個單元之間和2個端點之間都有被滑動單元訪問的抽頭點?；瑒訂卧陉嚵兄械奈恢糜捎脩敉ㄟ^2線串行總線接口控制。每個電阻陣列與1個滑動端計數寄存器(WCR)和4個8位數據寄存器聯系在一起。這4個數據寄存器可由用戶直接寫入和讀出。WCR的內容控制滑動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支持雙向總線的定向規約，是一個從屬器件。它的高4位地址為0101(器件類型辨識符)，低4位地址由A3~A0輸入端狀態決定。在SDA線上的數據只有在SCL為低期間才能改變狀態。當SCL為高時，SDA狀態的改變用來表示開始和終止條件(開始條件：SCL為高時，SDA由高至低的跳變；終止條件：SCL為高時，SDA由低至高的跳變)。送給X9241的所有命令都由開始條件引導，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，則作出一個應答響應。送到X9241的下一個字節包括指令及寄存器指針的信息，高4位為指令，低4位用來指出4個電位器中的1個及4個輔助寄存器中的1個，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。三類指令的指令序列及說明見圖2及表1。

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

每個電位器有4個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入，而且數據可以在4個數據寄存器的任一個和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的時間(最大)。

X9241的電阻陣列之間可以串聯。在三字節指令中，其數據字節包括用來定義滑動端位置的6位(LSB)加上高兩位：CM(串聯方式，其為0時電位器正常工作；其為1時，電位器與它相鄰的高序號的電位器串聯連接)和DW(禁止滑動端，其為0時滑動端使能；為1時滑動端被禁止，此時滑動端是電氣上隔離的并且是浮空的)。當工作于串聯方式時，被串聯的陣列的VH、VL及滑動端這三個輸出端必須在電氣上與外部連接，除了一個滑動端以外，其余的滑動端必須禁止。串聯后的電阻陣列如圖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寫入E2POT#2的WCR(即滑動端位置為#43)。然后將滑動端抽頭位置減少15個脈沖的位置，這使得被選定的WCR減少到值28(即滑動端位置為#28)。隨后發出的其它命令也都是相同的過程，清單中不再贅述。