1 X9241概述
X9241是XICOR公司生產(chǎn)的、把4個(gè)E2POT數(shù)字電位器集成在單片的CMOS集成電路上的一種數(shù)字電位器。它包含4個(gè)電阻陣列,每個(gè)陣列包含63個(gè)電阻單元,在每個(gè)單元之間和2個(gè)端點(diǎn)之間都有被滑動(dòng)單元訪問的抽頭點(diǎn)?；瑒?dòng)單元在陣列中的位置由用戶通過2線串行總線接口控制。每個(gè)電阻陣列與1個(gè)滑動(dòng)端計(jì)數(shù)寄存器（WCR）和4個(gè)8位數(shù)據(jù)寄存器聯(lián)系在一起。這4個(gè)數(shù)據(jù)寄存器可由用戶直接寫入和讀出。WCR的內(nèi)容控制滑動(dòng)端在電阻陣列中的位置,其功能框圖如圖1所示。
圖1? X9241功能方框圖
2 X9241工作原理
X9241支持雙向總線的定向規(guī)約,是一個(gè)從屬器件。它的高4位地址為0101（器件類型辨識(shí)符）,低4位地址由A3~A0輸入端狀態(tài)決定。在SDA線上的數(shù)據(jù)只有在SCL為低期間才能改變狀態(tài)。當(dāng)SCL為高時(shí),SDA狀態(tài)的改變用來表示開始和終止條件（開始條件：SCL為高時(shí),SDA由高至低的跳變;終止條件：SCL為高時(shí),SDA由低至高的跳變）。送給X9241的所有命令都由開始條件引導(dǎo),在其后輸出X9241從器件的地址。X9241把串行數(shù)據(jù)流與該器件的地址比較,若地址比較成功,則作出一個(gè)應(yīng)答響應(yīng)。送到X9241的下一個(gè)字節(jié)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(gè)電位器中的1個(gè)及4個(gè)輔助寄存器中的1個(gè),其格式為：
9條指令中的4條以發(fā)送指令字節(jié)作為結(jié)束。這些二字節(jié)指令在WCR與數(shù)據(jù)寄存器中的1個(gè)之間交換數(shù)據(jù);4條指令為三字節(jié)指令,這些指令在主機(jī)與X9241之間傳輸數(shù)據(jù)（包括主機(jī)與1個(gè)數(shù)據(jù)寄存器和主機(jī)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。
圖2? 指令系列示意圖
表1? 指令組
X9241包括4個(gè)WCR,每個(gè)E2POT電位器各1個(gè),WCR可以被認(rèn)為是一個(gè)6位并行和串行裝載的帶有輸出譯碼的計(jì)數(shù)器,用來選擇電阻陣列的64選1的開關(guān)。WCR是一個(gè)易失性存儲(chǔ)器,若斷電,其內(nèi)容即消失。該存儲(chǔ)器在上電時(shí)自動(dòng)裝入R0的值,但必須注意這個(gè)值可能與斷電時(shí)WCR中的值不同。
每個(gè)電位器有4個(gè)非易失性數(shù)據(jù)寄存器。這些寄存器可以被主機(jī)直接讀出或?qū)懭?而且數(shù)據(jù)可以在4個(gè)數(shù)據(jù)寄存器的任一個(gè)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(shí)間（最大）。
X9241的電阻陣列之間可以串聯(lián)。在三字節(jié)指令中,其數(shù)據(jù)字節(jié)包括用來定義滑動(dòng)端位置的6位（LSB）加上高兩位：CM（串聯(lián)方式,其為0時(shí)電位器正常工作;其為1時(shí),電位器與它相鄰的高序號(hào)的電位器串聯(lián)連接）和DW（禁止滑動(dòng)端,其為0時(shí)滑動(dòng)端使能;為1時(shí)滑動(dòng)端被禁止,此時(shí)滑動(dòng)端是電氣上隔離的并且是浮空的）。當(dāng)工作于串聯(lián)方式時(shí),被串聯(lián)的陣列的VH、VL及滑動(dòng)端這三個(gè)輸出端必須在電氣上與外部連接,除了一個(gè)滑動(dòng)端以外,其余的滑動(dòng)端必須禁止。串聯(lián)后的電阻陣列如圖3所示。
圖3? 串聯(lián)后的電阻陣列
3 X9241與PIC16CXX單片機(jī)的接口及程序清單
圖4為PIC16C72與X9241的接口電路。與此對(duì)應(yīng),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(dòng)端位置為#43）。然后將滑動(dòng)端抽頭位置減少15個(gè)脈沖的位置,這使得被選定的WCR減少到值28（即滑動(dòng)端位置為#28）。隨后發(fā)出的其它命令也都是相同的過程,清單中不再贅述。
圖4? PIC16C72與X9241的接口電路
圖4為PIC16C72與X9241的接口電路。與此對(duì)應(yīng)，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(dòng)端位置為#43）。然后將滑動(dòng)端抽頭位置減少15個(gè)脈沖的位置，這使得被選定的WCR減少到值28（即滑動(dòng)端位置為#28）。隨后發(fā)出的其它命令也都是相同的過程，清單中不再贅述。
4、程序清單：
程序清單（單片機(jī)為PIC16C72，晶振為4M）：
STATUS EQU 03H ；PIC16C72內(nèi)部特殊
C EQU 0 ；功能寄存器及標(biāo)志位
PORTC EQU 07H
TRISC EQU 87H
COMMAND EQU 24H
ID EQU 25H ; 0 0 0 0 P1 P0 R1 R0
ADDR_BYTE EQU 26H; 0 1 0 1 A3 A2 A1 A0
DATA_BYTE EQU 27H ;CM DW D5 D4 D3 D2 D1 D0
PULSES EQU 28H ;DIR X D5 D4 D3 D2 D1 D0
CASE EQU 29H
COUNT EQU 2BH
TEMPP EQU 2CH
CLOCK MACRO ；時(shí)鐘
NOP ；LET SDA SET-UP
BSF PORTC，6 ；SCL=1
NOP
NOP
NOP
BCF STATUS，C ；0送C
BTFSC PORTC，7 ；SDA=0？
BSF STATUS，C ；NO，1送C
BCF PORTC，6 ；SCL=0
ENDM
SEND_BIT MACRO
BCF PORTC, 7 ；0送SDA
BTFSC TEMPP, 7 ；TEMPP.7=0?
BSF PORTC, 7 ；NO,1送C
CLOCK ；時(shí)鐘
ENDM
START_COND MACRO ；開始條件
BSF PORTC，7 ；SDA=1
BSF PORTC，6 ；SCL=1
NOP
NOP
NOP
NOP
BCF PORTC，7 ；SDA=0
NOP
NOP
NOP
NOP
BCF PORTC，6 ；SCL=0
ENDM
STOP_COND MACRO ；終止條件
BCF PORTC, 7 ；SDA=0
BSF PORTC, 6 ；SCL=1
NOP
NOP
NOP
NOP
BSF PORTC, 7 ；SDA=1
ENDM
