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1、 电子发烧友 电子技术论坛 数字电位器X9241与PIC单片机的接口及程序设计 1、 X9241概述 X9241是XICOR公司生产的、把4个E2POT数字电位器集成在单片的CMOS集成电路上的一种数字电位器。它包含4个电阻阵列，每个阵列包含63个电阻单元，在每个单元之间和2个端点之间都有被滑动单元访问的抽头点。滑动单元在阵列中的位置由用户通过2线串行总线接口控制。每个电阻阵列与1个滑动端计数寄存器（WCR）和4个8位数据寄存器联系在一起。这4个数据寄存器可由用户直接写入和读出。WCR的内容控制滑动端在电阻阵列中的位置，其功能框图如图1所示。 2、 X9241工作原理
2、 X9241支持双向总线的定向规约，是一个从属器件。它的高4位地址为0101（器件类型辨识符），低4位地址由A3~A0输入端状态决定。在SDA线上的数据只有在SCL为低期间才能改变状态。当SCL为高时，SDA状态的改变用来表示开始和终止条件（开始条件：SCL为高时，SDA由高至低的跳变；终止条件：SCL为高时，SDA由低至高的跳变）。送给X9241的所有命令都由开始条件引导，在其后输出X9241从器件的地址。X9241把串行数据流与该器件的地址比较，若地址比较成功，则作出一个应答响应。送到X9241的下一个字节包括指令及寄存器指针的信息，高4位为指令，低4位用来指出4个电位器中的1个及4个
3、辅助寄存器中的1个，其格式为： I3 I2 I1 I0 P1 P0 R1 R0 指 令 电位器选择 寄存器选择 9条指令中的4条以发送指令字节作为结束。这些二字节指令在WCR与数据寄存器中的1个之间交换数据；4条指令为三字节指令，这些指令在主机与X9241之间传输数据（包括主机与1个数据寄存器和主机与WCR之间）；还有1条指令为增加/减少指令。三类指令的指令序列及说明见图2及表1。 X9241包括4个WCR，每个E2POT电位器各1个，WCR可以被认为是一个6位并行和串行装载的带有输出译码的计数器，用来选择电阻阵列的64选1
4、的开关。WCR是一个易失性存储器，若断电，其内容即消失。该存储器在上电时自动装入R0的值，但必须注意这个值可能与断电时WCR中的值不同。 每个电位器有4个非易失性数据寄存器。这些寄存器可以被主机直接读出或写入，而且数据可以在4个数据寄存器的任一个和WCR之间传输。任何改变这些寄存器的操作都是非易失性的操作，将花去10 ms的时间（最大）。 X9241的电阻阵列之间可以串联。在三字节指令中，其数据字节包括用来定义滑动端位置的6位（LSB）加上高两位：CM（串联方式，其为0时电位器正常工作；其为1时，电位器与它相邻的高序号的电位器串联连接）和DW（禁止滑动端，其为0时滑动端使能；为1时
5、滑动端被禁止，此时滑动端是电气上隔离的并且是浮空的）。当工作于串联方式时，被串联的阵列的VH、VL及滑动端这三个输出端必须在电气上与外部连接，除了一个滑动端以外，其余的滑动端必须禁止。串联后的电阻阵列如图3所示。 3、 X9241与PIC16CXX单片机的接口及程序清单 图4为PIC16C72与X9241的接口电路。与此对应，给出了所有X9241命令操作的程序清单。在此程序中，MAIN为一主程序。在MAIN中，将43写入E2POT#2的WCR（即滑动端位置为#43）。然后将滑动端抽头位置减少15个脉冲的位置，这使得被选定的WCR减少到值28（即滑动端位置为#28）。随后发出的其
6、它命令也都是相同的过程，清单中不再赘述。 4、程序清单： 程序清单（单片机为PIC16C72，晶振为4M）： STATUS EQU 03H ；PIC16C72内部特殊 C EQU 0 ；功能寄存器及标志位 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
7、D4 D3 D2 D1 D0 CASE EQU 29H COUNT EQU 2BH TEMPP EQU 2CH CLOCK MACRO ；时钟 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,
8、7 ；NO,1送C CLOCK ；时钟 ENDM START_COND MACRO ；开始条件 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 ；终止条件 BCF PORTC, 7 ；SDA=0 BSF PORTC, 6 ；SCL=1 NOP NOP NOP NOP BSF PORTC, 7 ；SDA=1 ENDM ORG 0 GOT
9、O MAIN ；转主程序 INTERPRET： MOVF COMMAND，W； ADDWF 2 FIRST： CALL READ_WCR ；COMMAND ‘0’ RETURN ；读WCR CALL WRITE_WCR；COMMAND’2’ RETURN ；写WCR CALL READ_DR ；COMMAND’4’ RETURN ；读寄存器 CALL WRITE_DR ； COMMAND’6’ RETURN ；写寄存器 CALL XFR_DR ；COMMAND’8’ RETURN ；数据寄存器至WCR（单个） CALL XFR_WCR ； COMMAND’0AH’
10、 RETURN ； WCR至数据寄存器（单个） CALL GXFR_DR ； COMMAND’0CH’ RETURN ； 数据寄存器至WCR（全部） CALL GXFR_WCR ； COMMAND’0EH’ RETURN ； WCR至数据寄存器（全部） CALL INC_WIPER ； COMMAND’10H’ RETURN ；增加/减小指定的WCR INSTR_GEN： START_COND ； 开始条件 MOVF ADDR_BYTE, W ；送地址字节 CALL SEND_BYTE MOVF ID, W ；送命令字 CALL SEND_BYTE MOVF CAS
11、E, W ；根据CASE值散转 ADDWF 2 GOTO CASE0 GOTO CASE1 GOTO CASE2 GOTO CASE3 GOTO CASE4 GOTO CASE5 READ_WCR： MOVLW 90H ；高四位为命令与ID组 IORWF ID, 1 ；合成新ID，读WCR CLRF CASE ； CASE=0 CALL INSTR_GEN RETURN WRITE_WCR： MOVLW 0A0H ；写WCR IORWF ID, 1 MOVLW 1 MOVWF CASE ；CASE=1 CALL INSTR_GEN RETURN REA
12、D_DR： ；读寄存器 MOVLW 0B0H IORWF ID, 1 MOVLW 0 ；CASE=0 MOVWF CASE CALL INSTR_GEN RETURN WRITE_DR： ；写寄存器 MOVLW 0C0H IORWF ID, 1 MOVLW 2 MOVWF CASE CALL INSTR_GEN RETURN XFR_DR： ；传输P1、P0、R1、R0指 MOVLW 0D0H ；定的寄存器中的内容至 IORWF ID, 1 ；与之相关的WCR MOVLW 3 MOVWF CASE CALL INSTR_GEN RETURN XF
13、R_WCR： ；传输由P1、P0指定的 MOVLW 0E0H ；WCR中的内容至R1、 IORWF ID, 1 ；R0指定的寄存器中 MOVLW 4 MOVWF CASE CALL INSTR_GEN RETURN GXFR_DR： ；传输由R1、R0指定的所 MOVLW 10H ；有的四个数据寄存器的内 IORWF ID, 1 ；容至与它们相应的WCR中 MOVLW 3 MOVWF CASE CALL INSTR_GEN RETURN GXFR_WCR： ；传输所有WCR中的内 MOVLW 80H ；容至与它们相应的由R1， IORWF ID, 1 ；R0指
14、定的数据寄存器中 MOVLW 4 MOVWF CASE CALL INSTR_GEN RETURN INC_WIPER： ；使能增加/减小由P1和 MOVLW 20H ；P0指定的WCR IORWF ID, 1 MOVLW 5 MOVWF CASE CALL INSTR_GEN RETURN CASE0：CALL GET_BYTE ； 接收一字节 GOTO CASE3 CASE1：MOVF DATA_BYTE, W CALL SEND_BYTE ；发送数据字节 GOTO CASE3 CASE2：MOVF DATA_BYTE,W CALL SEND_BYTE
15、 CASE4：STOP_COND CALL POLLING ；轮询 CASE3：STOP_COND RETURN CASE5：MOVLW B’00111111’;取出脉冲增加或减 ANDWF PULSES, W ;少的个数送COUNT MOVWF COUNT MOVLW B’10000000’； 取出脉冲增加或减 ANDWF PULSES,W；少的方向位送TEMPP.7 MOVWF TEMPP WIPER_LOOP:SET_BIT ；发送TEMPP.7至SDA上并 DECFSZ COUNT；产生COUNT个脉冲于SCL GOTO WIPER_LOOP STOP_CON
16、D ；停止条件 RETURN SEN_BYTE： 将TEMPP的内容发送出去 MOVWF TEMPP； MOVLW 8 ； 共发送八位 MOVWF COUNT BIT_LOOP：SET_BIT NEXT_BIT：RLF TEMPP DECFSZ COUNT GOTO BIT_LOOP BSF PORTC, 7 ；八位发送完毕 NOP ；释放SDA NOP NOP CLOCK RETURN GET_BYTE： ；接收一字节，SDA=1 BSF PORTC, 7 MOVLW 8 MOVWF COUNT GET_LOOP： CLOCK ；SDA送C并在SCL
17、上产生一脉冲 RLF DATA_BYTE ；C移位至DATA_BYTE DECFSZ COUNT GOTO GET_LOOP BCF TEMPP, 7 ； 发应答位 SEND_BIT RETURN POLLING： START_COND ；开始条件 MOVF ADDR_BYTE, W ；送地址 AGAIN： CALL SEND_BYTE BTFSC STATUS,C ；SDA=0？（有应答吗？） GOTO POLLING ；NO RETURN ；YES MAIN：CALL INI ；初始化子程序 MOVLW B’01010000’ ; 装载从器件地址字节 MOV
18、WF ADDR_BYTE MOVLW B’00001000’ ；装在识别字节，对 MOVWF ID ；EEPOT #2操作 MOVLW 2 ；写入WCR命令 MOVWF COMMAND MOVLW B’00101011’；设置D5D4D3D2D1D0 MOVWF DATA_BYTE ； =1 0 1 0 1 1 B，即为43D CALL INTERPRET MOVLW B’00001000’ ；重新装在识别字节 MOVWF ID MOVLW B’00001111’ ；减少15个脉冲 MOVWF PULSES MOVLW 10H ；增加/减少滑动端 MOVWF COMMAND CALL INTERPRET etc ．．．．．． INI：CLRF PORTC ；使C口为输出 BSF STATUS, 5 CLRF TRISC etc ．．．．．． END
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