数字电位器x9241与pic单片机的接口及程序设计 1.docx
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数字电位器x9241与pic单片机的接口及程序设计 1.docx
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数字电位器x9241与pic单片机的接口及程序设计1
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
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个辅助寄存器中的1个,其格式为:
I3I2I1I0 P1P0 R1R0
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10ms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):
STATUSEQU03H;PIC16C72内部特殊
CEQU0;功能寄存器及标志位
PORTCEQU07H
TRISCEQU87H
COMMANDEQU24H
IDEQU25H;0000P1P0R1R0
ADDR_BYTEEQU26H;0101A3A2A1A0
DATA_BYTEEQU27H;CMDWD5D4D3D2D1D0
PULSESEQU28H;DIRXD5D4D3D2D1D0
CASEEQU29H
COUNTEQU2BH
TEMPPEQU2CH
CLOCKMACRO;时钟
NOP;LETSDASET-UP
BSFPORTC,6;SCL=1
NOP
NOP
NOP
BCFSTATUS,C;0送C
BTFSCPORTC,7;SDA=0?
BSFSTATUS,C;NO,1送C
BCFPORTC,6;SCL=0
ENDM
SEND_BITMACRO
BCFPORTC,7;0送SDA
BTFSCTEMPP,7;TEMPP.7=0?
BSFPORTC,7;NO,1送C
CLOCK;时钟
ENDM
START_CONDMACRO;开始条件
BSFPORTC,7;SDA=1
BSFPORTC,6;SCL=1
NOP
NOP
NOP
NOP
BCFPORTC,7;SDA=0
NOP
NOP
NOP
NOP
BCFPORTC,6;SCL=0
ENDM
STOP_CONDMACRO;终止条件
BCFPORTC,7;SDA=0
BSFPORTC,6;SCL=1
NOP
NOP
NOP
NOP
BSFPORTC,7;SDA=1
ENDM
ORG0
GOTOMAIN;转主程序
INTERPRET:
MOVFCOMMAND,W;
ADDWF2
FIRST:
CALLREAD_WCR;COMMAND‘0’
RETURN;读WCR
CALLWRITE_WCR;COMMAND’2’
RETURN;写WCR
CALLREAD_DR;COMMAND’4’
RETURN;读寄存器
CALLWRITE_DR;COMMAND’6’
RETURN;写寄存器
CALLXFR_DR;COMMAND’8’
RETURN;数据寄存器至WCR(单个)
CALLXFR_WCR;COMMAND’0AH’
RETURN;WCR至数据寄存器(单个)
CALLGXFR_DR;COMMAND’0CH’
RETURN;数据寄存器至WCR(全部)
CALLGXFR_WCR;COMMAND’0EH’
RETURN;WCR至数据寄存器(全部)
CALLINC_WIPER;COMMAND’10H’
RETURN;增加/减小指定的WCR
INSTR_GEN:
START_COND;开始条件
MOVFADDR_BYTE,W;送地址字节
CALLSEND_BYTE
MOVFID,W;送命令字
CALLSEND_BYTE
MOVFCASE,W;根据CASE值散转
ADDWF2
GOTOCASE0
GOTOCASE1
GOTOCASE2
GOTOCASE3
GOTOCASE4
GOTOCASE5
READ_WCR:
MOVLW90H;高四位为命令与ID组
IORWFID,1;合成新ID,读WCR
CLRFCASE;CASE=0
CALLINSTR_GEN
RETURN
WRITE_WCR:
MOVLW0A0H;写WCR
IORWFID,1
MOVLW1
MOVWFCASE;CASE=1
CALLINSTR_GEN
RETURN
READ_DR:
;读寄存器
MOVLW0B0H
IORWFID,1
MOVLW0;CASE=0
MOVWFCASE
CALLINSTR_GEN
RETURN
WRITE_DR:
;写寄存器
MOVLW0C0H
IORWFID,1
MOVLW2
MOVWFCASE
CALLINSTR_GEN
RETURN
XFR_DR:
;传输P1、P0、R1、R0指
MOVLW0D0H;定的寄存器中的内容至
IORWFID,1;与之相关的WCR
MOVLW3
MOVWFCASE
CALLINSTR_GEN
RETURN
XFR_WCR:
;传输由P1、P0指定的
MOVLW0E0H;WCR中的内容至R1、
IORWFID,1;R0指定的寄存器中
MOVLW4
MOVWFCASE
CALLINSTR_GEN
RETURN
GXFR_DR:
;传输由R1、R0指定的所
MOVLW10H;有的四个数据寄存器的内
IORWFID,1;容至与它们相应的WCR中
MOVLW3
MOVWFCASE
CALLINSTR_GEN
RETURN
GXFR_WCR:
;传输所有WCR中的内
MOVLW80H;容至与它们相应的由R1,
IORWFID,1;R0指定的数据寄存器中
MOVLW4
MOVWFCASE
CALLINSTR_GEN
RETURN
INC_WIPER:
;使能增加/减小由P1和
MOVLW20H;P0指定的WCR
IORWFID,1
MOVLW5
MOVWFCASE
CALLINSTR_GEN
RETURN
CASE0:
CALLGET_BYTE;接收一字节
GOTOCASE3
CASE1:
MOVFDATA_BYTE,W
CALLSEND_BYTE;发送数据字节
GOTOCASE3
CASE2:
MOVFDATA_BYTE,W
CALLSEND_BYTE
CASE4:
STOP_COND
CALLPOLLING;轮询
CASE3:
STOP_COND
RETURN
CASE5:
MOVLWB’00111111’;取出脉冲增加或减
ANDWFPULSES,W;少的个数送COUNT
MOVWFCOUNT
MOVLWB’10000000’;取出脉冲增加或减
ANDWFPULSES,W;少的方向位送TEMPP.7
MOVWFTEMPP
WIPER_LOOP:
SET_BIT;发送TEMPP.7至SDA上并
DECFSZCOUNT;产生COUNT个脉冲于SCL
GOTOWIPER_LOOP
STOP_COND;停止条件
RETURN
SEN_BYTE:
将TEMPP的内容发送出去
MOVWFTEMPP;
MOVLW8;共发送八位
MOVWFCOUNT
BIT_LOOP:
SET_BIT
NEXT_BIT:
RLFTEMPP
DECFSZCOUNT
GOTOBIT_LOOP
BSFPORTC,7;八位发送完毕
NOP;释放SDA
NOP
NOP
CLOCK
RETURN
GET_BYTE:
;接收一字节,SDA=1
BSFPORTC,7
MOVLW8
MOVWFCOUNT
GET_LOOP:
CLOCK;SDA送C并在SCL上产生一脉冲
RLFDATA_BYTE;C移位至DATA_BYTE
DECFSZCOUNT
GOTOGET_LOOP
BCFTEMPP,7;发应答位
SEND_BIT
RETURN
POLLING:
START_COND;开始条件
MOVFADDR_BYTE,W;送地址
AGAIN:
CALLSEND_BYTE
BTFSCSTATUS,C;SDA=0?
(有应答吗?
)
GOTOPOLLING;NO
RETURN;YES
MAIN:
CALLINI;初始化子程序
MOVLWB’01010000’;装载从器件地址字节
MOVWFADDR_BYTE
MOVLWB’00001000’;装在识别字节,对
MOVWFID;EEPOT#2操作
MOVLW2;写入WCR命令
MOVWFCOMMAND
MOVLWB’00101011’;设置D5D4D3D2D1D0
MOVWFDATA_BYTE;=101011B,即为43D
CALLINTERPRET
MOVLWB’00001000’;重新装在识别字节
MOVWFID
MOVLWB’00001111’;减少15个脉冲
MOVWFPULSES
MOVLW10H;增加/减少滑动端
MOVWFCOMMAND
CALLINTERPRET
etc......
INI:
CLRFPORTC;使C口为输出
BSFSTATUS,5
CLRFTRISC
etc......
END
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