数字电位器X9241与PIC单片机的接口及程序设计电路图
数字电位器x9241与pic单片机的接口及程序设计
作 者： 辽宁工程技术大学 吕振 刘宝良 徐崇丽
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：
i3 i2 i1 i0p1 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）：
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 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, 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
goto 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’
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 case, 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
read_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
xfr_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
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_cond ；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
movwf 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
如何选择缓冲正向转换器？
噪声来源、定义及影响
为电脑加装一块发烧级的单端甲类环绕耳机放大器 BH3854
抢先看毫米波器件发展现状及石墨烯毫米波器件优势
聚灿光电第三季度大幅度亏损，LED芯片产业迈入新阶段
数字电位器X9241与PIC单片机的接口及程序设计电路图
RC模型电池上面标注的基本参数以及该如何选择电池
自动门控制器电路图
应对危机的四大移动技术战略详解
C语言实现可以直接运行的贪吃蛇源码
俄罗斯研发出便携式腹膜透析仪
韩国批准三星在华设闪存芯片厂
人工智能技术有望成为防火墙 助力构建网络安全
档案库房环境监控系统
LCD显示器概述
晶振pF是什么？怎样去匹配电容呢？
SPMC65P2408A在电冰箱中的应用
凭借虚幻引擎和AR技术，任何人都可以将名为Dex的可爱拉布拉多带进客厅
室内小间距LED显示屏的定义及优点
如何将MCU应用到FPGA中：具体操作(3)
作 者： 辽宁工程技术大学 吕振 刘宝良 徐崇丽
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：
i3 i2 i1 i0p1 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）：
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 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, 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
goto 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’
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 case, 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
read_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
xfr_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
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_cond ；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
movwf 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
如何选择缓冲正向转换器？
噪声来源、定义及影响
为电脑加装一块发烧级的单端甲类环绕耳机放大器 BH3854
抢先看毫米波器件发展现状及石墨烯毫米波器件优势
聚灿光电第三季度大幅度亏损，LED芯片产业迈入新阶段
数字电位器X9241与PIC单片机的接口及程序设计电路图
RC模型电池上面标注的基本参数以及该如何选择电池
自动门控制器电路图
应对危机的四大移动技术战略详解
C语言实现可以直接运行的贪吃蛇源码
俄罗斯研发出便携式腹膜透析仪
韩国批准三星在华设闪存芯片厂
人工智能技术有望成为防火墙 助力构建网络安全
档案库房环境监控系统
LCD显示器概述
晶振pF是什么？怎样去匹配电容呢？
SPMC65P2408A在电冰箱中的应用
凭借虚幻引擎和AR技术，任何人都可以将名为Dex的可爱拉布拉多带进客厅
室内小间距LED显示屏的定义及优点
如何将MCU应用到FPGA中：具体操作(3)