構建DS1803/DS1805數字電位器的按鍵控制器

摘要：本應用筆記介紹了一種通過幾個按鍵和一個微控制器控制數字電位器DS1803或DS1805阻值的簡易方法。

概述

本應用筆記介紹了一種使用幾個按鍵和一個微控制器控制DS1803或DS1805電位器阻值的簡易方法。Microchip PIC12F509微控制器用于連接四個開關和數字電位器，僅需極少的元件。

硬件

該應用的硬件原理圖如圖1、圖2所示。PIC12F509有6個I/O口，用于SDA、SCL輸出控制信號、一個LED和4個開關信號的接收。

圖1給出了PIC12F509的內部控制原理圖，R1 、R2和R3為上拉電阻，使用PIC12F509時無需安裝這些電阻。圖2是評估DS1803的電路連接，跳線用于選擇地址引腳、分離共用的V_CC (V_DD)以及斷開SDA、SCL連接。

3個開關為觸摸式按鍵，用于增(UP)/減(DWN)和中間值(MID)控制。當按鍵按下時，微控制器通用I/O (GP0、GP1、GP3)中的一路拉低。由于這些I/O均有內部上拉(可選擇)，在器件已進入低電流SLEEP模式時可以產生中斷喚醒，做出正確的I/O識別。另外一路輸入開關為雙刀雙擲配置，用于觸發GP2，用來選擇POT0或POT1的編程。

SDA、SCL和LED輸出信號分別分配由GP5、 GP4和GP0控制。 SDA和SCL具有4.7kΩ上拉電阻，直接連接到數字電位器的通信引腳。LED 和MID瞬時開關均采用GP0引腳控制。GP0引腳在大部分時間內作為輸入，MID按鍵可將其拉至低電平。但如果一個或兩個其它觸摸式按鍵被按下，該引腳輸出低電平，使LED點亮。通過這種方式，LED在MID按鍵按下時點亮，或在其它按鍵按下時由PIC點亮。


圖1. PIC12F508接口電路


圖2. DS1803數字電位器與PIC控制器的連接

固件

本工程固件用匯編語言編寫，在MPLAB IDE (7.31版本)上編譯。目前此工具由Microchip免費提供，整個程序包括：程序空間(閃存)低于512個指令，數據空間(RAM)為11位置數據。

程序分為5塊：初始化、讀數據、UP、DWN和MID。由于這款PIC不提供任何中斷，固件簡單地循環運行，連續檢測輸入引腳。程序通過內部延時和邏輯流程自動完成開關去抖。

PIC上電或喚醒后(如果SLEEP使能)執行一次初始化程序。初始化程序執行完畢后，工作寄存器、標志位和變量均被置為已知狀態。這些指令執行完畢后，其它幾個程序可以連續循環，檢測開關狀態，通過I²C接口讀、寫新的電位器值。

只有在RD_FLAG置位后，才能通過I²C讀取電位器值。該標志位在初始化時被置位，按鍵按下時可調用電位器寄存器的寫操作，寫入一個新的數值。只有在電位器數值發生變化或上電時才進行I²C讀操作，所以在增、減控制和中點設置按鍵均沒有按下時，總線不會出現多余的通信。例如，如果數字電位器用于控制電源的參數，連接按鍵以實現在線編程。執行I²C寫操作之前，可讀取當前的電位器值。每當I²C寫操作完成后，RD_FLAG重新置位，產生I²C讀操作讀取新的電位器值。

讀程序后按順序執行UP、DWN和MID指令。執行每個子程序時將相應的引腳拉至低電平。如果相應的引腳為高電平，將迅速退出子程序，不產生任何I²C通信。如果檢測到低電平，則運行流程圖所示程序。

可下載固件流程圖(PDF)、源代碼(ASM)和可執行指令(HEX)，獲取本工程設計的完整說明。

功能說明

本工程的固件和硬件在設置DS1803/DS1805電位器時允許進行多種不同的操作。開關和LED的功能如下：

結論

本應用筆記介紹了DS1803或DS1805電位器的使用和控制方法。系統將按鍵輸入轉換為I²C指令，完成增、減和中點設置。本設計無需計算機主機，只需要少量的外部元件即可實現電位器阻值控制。