可編程數(shù)字電位器與AVR單片機(jī)的通信說明

1 引言

　　AVR嵌入式單片機(jī)具有豐富的硬件、軟件資源，其中的串行I2C接口能滿足很多應(yīng)用場(chǎng)合的要求，兩個(gè)AVR單片機(jī)通過I2C總線直接連接就可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)相互通信；AVR單片機(jī)還可以和任何具有I2C總線接口的外設(shè)直接連接而無(wú)須其它硬件電路支持。而X9221系列可編程數(shù)字電位器在智能測(cè)試設(shè)備上應(yīng)用非常廣泛，通過I2C總線可以簡(jiǎn)單地構(gòu)成單片機(jī)與各種外設(shè)之間乃至與計(jì)算機(jī)之間的通信，建立友好的人機(jī)界面聯(lián)系。硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、靈活，只需要將所有設(shè)備的SDA和SCL信號(hào)線分別并聯(lián)在一起并加上拉電阻即可，有助于提高設(shè)備的自動(dòng)化水平、可靠性、穩(wěn)定性及電氣裝配的工藝性。AVR單片機(jī)和X9221系列可編程數(shù)字電位器都有內(nèi)置的E2ROM單元，可以非常方便地為用戶保留一些工藝參數(shù)；X9221系列電位器0～63級(jí)的變化可以將電位器調(diào)節(jié)到手動(dòng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的平滑級(jí)別，調(diào)節(jié)過程中不會(huì)產(chǎn)生噪聲且壽命長(zhǎng)、不受機(jī)械振動(dòng)污染潮濕影響等。

2 X9221系列數(shù)字電位器介紹

2.1電氣特性及硬件結(jié)構(gòu)原理

　　X9221系列電位器共有15種規(guī)格型號(hào)，有雙列直插DIP20和表面貼裝SOIC20兩種封裝。電源電壓民品級(jí)、工業(yè)級(jí)為4.5～5.5V，軍品級(jí)為2.7～5.5V；一組封裝芯片內(nèi)有兩個(gè)數(shù)字電位器，參見圖1，X9221系列電位器封裝及引腳功能。內(nèi)置的E2ROM單元，可以在掉電時(shí)將數(shù)據(jù)很好地保存，上電時(shí)自動(dòng)加載到自己的RAM單元，電位器接口是標(biāo)準(zhǔn)的I2C總線，其中的數(shù)據(jù)寄存器可通過I2C總線進(jìn)行讀寫操作；電位器滑動(dòng)端(VW0／RW0，VW1／RW1)相當(dāng)于普通電位器中間抽頭，是無(wú)摩擦"觸點(diǎn)"。

X9221系列電位器總電阻配置有3種阻值2 kΩ、10kΩ、50kΩ，用戶可根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需求來選型。每一個(gè)芯片有A0～A3四位二進(jìn)制編程的器件地址以區(qū)分I2C總線上接入的不同外設(shè)，因此，一條總線上最多可接入16個(gè)X9221器件。器件內(nèi)部有兩組類型的寄存器"DATA"和"WCR"，他們的訪問則由串行數(shù)據(jù)線上的命令字來確定。電阻陣列通過內(nèi)部編碼可以有64種狀態(tài)，0～63種狀態(tài)的連續(xù)變化，相當(dāng)于電位器中心抽頭從普通電位器的一端滑動(dòng)到另一端；所有的寄存器都可以通過I2C總線進(jìn)行雙向操作，即可讀可寫。

　　"在線"實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)電位器"中間抽頭位置"可以有3種方法：通過I2C總線向WCR寄存器寫數(shù)據(jù)(串行加載)、通過對(duì)相應(yīng)的DATA類寄存器直接寫數(shù)據(jù)(并行加載)、以及增量減量命令(下面會(huì)討論到)直接寫數(shù)據(jù)；概念上電位器"中間抽頭位置"可以由"WCR"寄存器來替代，其另一類寄存器可以由"DATA"寄存器來替代。