MSP430F449的數字電位器分壓功能設計

MSP430單片機具有豐富的外圍模塊，如MSP430F449就包含8組I／O端口、精密模擬比較器、硬件乘法器、串行通信可軟件選擇UART／SPI模式等。在實際的應用中，USART接口具有極佳的通用性，出于擴展接口的目的，往往通過軟件模擬SPI，以獲得更多的SPI接口。本文就是通過軟件模擬實現了SPI通信，來驅動和控制數字電位器的。數字電化器也稱為數控電位器，是一種用數字信號控制阻值改變的器件。數字電位器與機械式電位器相比，具有可程控改變阻值、耐震動、噪聲小、壽命長、抗環境污染等優點，因而在自動控制、智能儀器儀表、消費類電子產品等許多領域得到成功應用。

1 SPI概述
串行外圍設備接口SPI(Scrial Pcriphcral Intcrfacc)總線技術是一種同步串行接口，其硬件功能很強，所以與SPI有關的軟件相當簡單，使CPU有更多的時間處理其他事務。SPI總線上可以連接多個可作為主機的MCU，裝有SPI接口的輸出設備、輸入設備(如液晶驅動)以及A／D轉換等外設，也可以簡單連接到單個TTL移位寄存器的芯片。總線上允許連接多個設備，但在任一瞬間只允許一個設備作為主機。串行模塊工作在SPI模式，通過4線(SOMI、SIMO、SCK及STE)或者3線(SOMI、SIMO、SCK)同外界通信：
SOMI——串行數據輸入(從出主入)。
SIMO——串行數據輸出(主出從入)。
SCK——串行移位時鐘。
STE——從機模式發送／接收允許控制信號。
數據的傳輸由SCK決定，數據可以在SCK的上升沿或者下降沿輸出。因為SPI接口定義具有很大的靈活性，因此導致各個廠商帶有SPI接口的芯片在工作時序上并不一致，所以使用時要注意芯片SPI接口工作時序的差別。

2 數字電位器構成及應用說明
本文用到的是MCP4251數字電位器，該電位器是雙電阻網絡的，MCP4251器件框圖如圖1所示。

利用該器件可以構造一些線性的函數，這些函數可以用抽頭和接線端B之間的電阻來表示。數學模型為：

該器件支持SPI串行協議。該SPI以從模式工作，最多使用4個引腳。這些引腳是CS(片選)、SCK(串行時鐘)、SDI(串行數據輸入)、SDO(串行數據輸出)。圖2給出了典型的SPI接口。