可编程数字电位器与AVR单片机的通信说明

1 引言

　　AVR嵌入式单片机具有丰富的硬件、软件资源，其中的串行I2C接口能满足很多应用场合的要求，两个AVR单片机通过I2C总线直接连接就可实现单片机相互通信；AVR单片机还可以和任何具有I2C总线接口的外设直接连接而无须其它硬件电路支持。而X9221系列可编程数字电位器在智能测试设备上应用非常广泛，通过I2C总线可以简单地构成单片机与各种外设之间乃至与计算机之间的通信，建立友好的人机界面联系。硬件设计简单、灵活，只需要将所有设备的SDA和SCL信号线分别并联在一起并加上拉电阻即可，有助于提高设备的自动化水平、可靠性、稳定性及电气装配的工艺性。AVR单片机和X9221系列可编程数字电位器都有内置的E2ROM单元，可以非常方便地为用户保留一些工艺参数；X9221系列电位器0～63级的变化可以将电位器调节到手动无法实现的平滑级别，调节过程中不会产生噪声且寿命长、不受机械振动污染潮湿影响等。

2 X9221系列数字电位器介绍

2.1电气特性及硬件结构原理

　　X9221系列电位器共有15种规格型号，有双列直插DIP20和表面贴装SOIC20两种封装。电源电压民品级、工业级为4.5～5.5V，军品级为2.7～5.5V；一组封装芯片内有两个数字电位器，参见图1，X9221系列电位器封装及引脚功能。内置的E2ROM单元，可以在掉电时将数据很好地保存，上电时自动加载到自己的RAM单元，电位器接口是标准的I2C总线，其中的数据寄存器可通过I2C总线进行读写操作；电位器滑动端(VW0／RW0，VW1／RW1)相当于普通电位器中间抽头，是无摩擦"触点"。

X9221系列电位器总电阻配置有3种阻值2 kΩ、10kΩ、50kΩ，用户可根据自己的设计需求来选型。每一个芯片有A0～A3四位二进制编程的器件地址以区分I2C总线上接入的不同外设，因此，一条总线上最多可接入16个X9221器件。器件内部有两组类型的寄存器"DATA"和"WCR"，他们的访问则由串行数据线上的命令字来确定。电阻阵列通过内部编码可以有64种状态，0～63种状态的连续变化，相当于电位器中心抽头从普通电位器的一端滑动到另一端；所有的寄存器都可以通过I2C总线进行双向操作，即可读可写。

　　"在线"实时的调节电位器"中间抽头位置"可以有3种方法：通过I2C总线向WCR寄存器写数据(串行加载)、通过对相应的DATA类寄存器直接写数据(并行加载)、以及增量减量命令(下面会讨论到)直接写数据；概念上电位器"中间抽头位置"可以由"WCR"寄存器来替代，其另一类寄存器可以由"DATA"寄存器来替代。