摘要：在某些應(yīng)用中帶I²C接口的數(shù)字電位器，往往需要由持續(xù)變化的模擬信號(hào)控制。該應(yīng)用筆記針對(duì)這種應(yīng)用，提供了簡(jiǎn)易的設(shè)計(jì)方案。這里介紹的方法適合多種應(yīng)用場(chǎng)合。

　　簡(jiǎn)介

　　本應(yīng)用筆記描述了使用外部模擬電壓改變數(shù)字電位器阻值的簡(jiǎn)易方法。使用Microchip的PIC12F683型微控制器將模擬電壓轉(zhuǎn)換至控制數(shù)字電位器的I²C數(shù)據(jù)流。數(shù)字電位器DS1803作為本應(yīng)用中的示例器件，另外還用到極少數(shù)其他外部器件。這里介紹的方法適用于其他控制器輸入和其他數(shù)字電位器/可變電阻。

　　硬件配置

　　圖1顯示了使用PIC12F683的控制電路原理圖。微控制器6個(gè)GPIO中的4個(gè)用于控制SDA、SCL的輸出信號(hào)、單個(gè)LED，并接收一路模擬輸入。

　　GP5、GP4和GP0分別分配至信號(hào)輸出SDA、SCL和LED。SDA和SCL具有4.7kΩ上拉電阻至VDD，直接連接至DS1803的SDA和SCL引腳。微控制器的GP1 10分配為模擬輸入引腳。通過跳線可選擇地址引腳、分離共用的VCC (VDD)、隔離SDA和SCL。

　　圖1. 模擬電壓控制數(shù)字電位器的原理圖

　　工程固件

　　本工程的固件在MPLAB IDE (7.40版本)環(huán)境下，由匯編語言編寫。此編譯工具目前由Microchip提供。全部程序僅占用小于450字節(jié)的程序空間(Flash)和8字節(jié)的數(shù)據(jù)空間(RAM)。

　　程序首先初始化PIC的多個(gè)配置位，包括ADC和內(nèi)部振蕩器。程序配置ADC為從GP1輸入，并設(shè)置轉(zhuǎn)換時(shí)鐘為使用內(nèi)部125kHz振蕩器。

　　固件運(yùn)行一個(gè)循環(huán)：ADC持續(xù)轉(zhuǎn)換模擬輸入端的電壓，一旦轉(zhuǎn)換完畢，10位ADC輸出的高8位作為數(shù)據(jù)字節(jié)，傳送至I?C總線。此I2C信號(hào)用于控制DS1803。程序設(shè)置為一同控制DS1803的2個(gè)電位器；但通過改變固件，可以實(shí)現(xiàn)由PIC12F683的2個(gè)不同的模擬輸入獨(dú)立的控制2個(gè)數(shù)字電位器。

　　多種功能

　　程序允許用戶通過改變PIC12F683 GP1輸入端的電壓，控制數(shù)字電位器。GP1端電壓的持續(xù)變化會(huì)引起數(shù)字電位器電阻的相應(yīng)變化。輸出電阻(ROUT)可以看作是輸入電壓的函數(shù)。

　　設(shè)計(jì)中使用的DS1803端到端電阻為：50kΩ

　　VCC的允許范圍：2.7V至5V

　　輸入電壓變化范圍為0V至VCC

　　輸出電阻將會(huì)遵循：

　　ROUT (kΩ) = (50/VCC (kΩ)) × 輸入電壓

　　ADC運(yùn)行期間，LED不斷閃爍。如果I²C出現(xiàn)故障，LED保持常亮。一旦故障排除， LED繼續(xù)正常工作。設(shè)計(jì)者可通過檢查器件地址是否正確、I²C總線是否連接，排除系統(tǒng)的故障。

　　此設(shè)計(jì)非常通用，類似的方法可以用在多個(gè)系統(tǒng)。一些實(shí)例包括：

　　非線性傳遞函數(shù)(如，伽馬校準(zhǔn))可以使用可變電阻DS3906結(jié)合嵌入式查找表中存儲(chǔ)的恰當(dāng)傳遞函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

　　當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，可以在輸入端連接一個(gè)熱敏電阻，以改變I?C控制的電流型DAC (DS4402/DS4404)。

　　結(jié)論

　　本應(yīng)用筆記描述了使用模擬電壓控制數(shù)字電位器的簡(jiǎn)易和低成本方法。該應(yīng)用中的方法可以擴(kuò)展至使用模擬電壓控制帶有I²C接口的任何器件。