為DS1845/DS1855數(shù)字電位器構(gòu)建按鍵接口

　　引言

　　本應(yīng)用筆記介紹了一種DS1845或DS1855非易失數(shù)字電位器的簡單接口方案，利用Microchip?的PIC12F509實現(xiàn)。

　　硬件設(shè)置

　　圖1所示原理圖描述了按鍵與微控制器的連接，也說明了I?C接口的實現(xiàn)方案。

　　三個瞬態(tài)按鍵開關(guān)分別用于遞增(UP)、遞減(DWN)和中間值(MID)設(shè)置。按下按鍵時，開關(guān)迫使對應(yīng)的微控制器通用I/O (GP0、GP1和GP3)口置低。因為微控制器內(nèi)部有上拉電阻(可選)，可以確切選擇這些I/O口。如果微控制器工作在低電流休眠模式，IO口的電平變化也能產(chǎn)生喚醒中斷信號。另一輸入開關(guān)為單刀雙擲開關(guān)，連接到微控制器的GP2引腳，通過軟件編程選擇POT0和POT1。

　　SDA、SCL和LED連接到GP5、GP4和GP0。SDA和SCL具有4.7kΩ上拉電阻，直接與數(shù)字電位器的通信接口連接。LED和MID瞬態(tài)開關(guān)共用GP0引腳。大部分時間段，GP0作為輸入引腳，按下MID按鍵時將GP0拉低。然而，如果按下其它開關(guān)的任何一個或兩個同時按下，PIC?輸出低電平，點亮LED。這種情況下，LED將在MID按下時被點亮，其它按鍵按下時，LED由PIC驅(qū)動。R1、R2、R3可選，使用PIC12F509時并不需要這些電阻。

　　圖2給出了*估DS1845/DS1855時的特定連接方式。跳線器用來選擇地址總線，隔離開所使用的電源VCC (VDD)以及SDA和SCL。

　　圖1. PIC12F509接口電路

　　圖2. DS1845/DS1855數(shù)字電位器與PIC控制器的連接

　　固件說明

　　這個項目的固件采用匯編語言編寫，由MPLAB IDE (7.31版)進行編譯。該編譯軟件可以從Microchip免費獲得。整個軟件占用的指令空間低于512字節(jié)(閃存)，數(shù)據(jù)空間低于14字節(jié)(RAM)。

　　指令分為5個模塊：初始化、讀操作、遞增調(diào)節(jié)、遞減調(diào)節(jié)、中間值設(shè)置。固件簡單地以連續(xù)輪詢檢測輸入引腳進行循環(huán)。因為軟件的固有延遲和軟件處理邏輯限制，采用了開關(guān)去抖，減少噪聲引起開關(guān)的誤操作。

　　一旦PIC電源上電或從休眠狀態(tài)喚醒(如果休眠狀態(tài)使能)，將運行初始化模塊。初始化模塊運行后，為相應(yīng)的寄存器、標志位及變量賦值。執(zhí)行這些指令后，從循環(huán)中調(diào)用讀操作或?qū)懖僮?，通過I?C接口與數(shù)字電位器通信。

　　數(shù)字電位器的I?C讀操作僅發(fā)生在RD_FLAG標志置位時。初始化期間標志位被置位，此后，任何按鍵操作將改寫數(shù)字電位器的數(shù)值。數(shù)字電位器的電阻值改變后或器件開啟后，執(zhí)行一次I?C讀操作；如果沒有按下UP、DWN或MID按鍵，總線上不會發(fā)生通信操作。例如：如果數(shù)字電位器用來控制電源校準，這時接通按鍵控制器可實現(xiàn)在線編程。當(dāng)前的數(shù)字電位器抽頭位置將在執(zhí)行I?C寫命令之前讀取。I?C寫指令完成后，RD_FLAG將重新置位，通過I?C讀取新的數(shù)字電位器數(shù)值。

　　運行UP、DWN和MID模塊后將執(zhí)行讀操作。運行這些模塊時，對應(yīng)的引腳被拉至低電平；一旦檢測到引腳的高電平狀態(tài)，將立即退出相應(yīng)的程序模塊，不會產(chǎn)生任何I?C通信。如果檢測到低電平狀態(tài)，軟件將按照邏輯流程執(zhí)行相應(yīng)的程序模塊。

　　可以從Maxim的FTP網(wǎng)站下載程序源代碼(.asm文件)。

　　功能說明

　　該項目固件和硬件提供幾種不同操作，對DS1845/DS1855數(shù)字電位器的抽頭位置進行編程。開關(guān)和LED的功能如下：
　　POT0/1 (選擇觸發(fā)開關(guān)) 該開關(guān)選擇下一個循環(huán)需要控制的數(shù)字電位器。改變開關(guān)S4的狀態(tài)選擇POT0或POT1，這將產(chǎn)生I?C讀操作，不會影響LED。

　　點擊MID、UP或DWN按鍵( 400ms) 按下其中一個按鍵，所選擇的數(shù)字電位器的抽頭位置將遞增(UP)、遞減(DWN)或設(shè)置為中間值(MID)。執(zhí)行I?C寫操作時，LED將馬上點亮；I?C讀操作將在下一循環(huán)產(chǎn)生。

　　按下并保持UP或DWN按鍵(> 400ms) 按下并保持UP或DWN按鍵時，所選擇的數(shù)字電位器將進入快速遞增或遞減模式。數(shù)字電位器的抽頭位置將連續(xù)變化，直到釋放按鍵或達到最大/最小值。執(zhí)行I?C寫操作時，LED將點亮，并在釋放按鍵之前保持點亮狀態(tài)。釋放按鍵后，將在下一循環(huán)執(zhí)行I?C讀操作。

　　按下并保持UP按鍵，然后點擊DWN按鍵 按下并保持UP按鍵，所選擇的數(shù)字電位器的抽頭位置將開始遞增。然后，在UP按鍵仍處于按下狀態(tài)時，點擊DWN按鍵，抽頭位置將直接置于最大電阻位置。LED始終處于點亮狀態(tài)，直到釋放按鍵。釋放按鍵后，將在下一循環(huán)執(zhí)行I?C讀操作。

　　按下并保持DWN按鍵，然后點擊UP按鍵 按下并保持DWN按鍵，所選擇的數(shù)字電位器的抽頭位置開始遞減。在DWN按鍵按下的同時，點擊UP按鍵，所選擇電位器抽頭位置將直接置于最小電阻值0x00。LED始終處于點亮狀態(tài)，直到釋放按鍵。釋放按鍵后，將在下一循環(huán)執(zhí)行I?C讀操作。

　　LED閃爍3次 PIC上電初始化或當(dāng)看門狗定時器(使能情況下)引起系統(tǒng)復(fù)位時，LED將閃爍3次。

　　LED連續(xù)快速閃爍 發(fā)生I?C通信故障時，LED將連續(xù)閃爍。故障解除后，LED將恢復(fù)正常狀態(tài)。通過檢測器件地址是否正確、是否連接了I?C總線進行故障排查。

　　結(jié)論

　　本應(yīng)用筆記介紹了一種DS1845/DS1855接口方案，利用簡單的高性價比控制器實現(xiàn)。按鍵輸入將被轉(zhuǎn)化成I?C命令，無需主機控制，即可實現(xiàn)數(shù)字電位器的遞增、遞減調(diào)節(jié)，或?qū)⑵湓O(shè)置在數(shù)字電位器的中間值。