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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