構建DS1803/DS1805數字電位器的按鍵控制器

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VCC (VDD)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。

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

http://files.dalsemi.com/system_extension/AppNotes/AN4011
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。

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