DS1868采用雙通道數(shù)字電位器，具有3線（移位寄存器）接口。本應(yīng)用筆記描述了將DS1868以及達(dá)拉斯半導(dǎo)體的3線器件連接至摩托羅拉SPI總線所需的邏輯和固件。

DS1868簡(jiǎn)介

DS1868為雙通道數(shù)字電位器，具有3線接口。本應(yīng)用筆記將介紹如何將達(dá)拉斯半導(dǎo)體3線器件與具有SPITM接口的微控制器連接。

比較SPI和3線接口

SPI和3線是不同的串行接口，但它們是兼容的。以下部分介紹這些差異。

串行外設(shè)接口 （SPI）

SPI 有 4 個(gè)信號(hào)：SDO、SDI、SCK 和/SS。SDO信號(hào)是數(shù)據(jù)輸出，SDI是數(shù)據(jù)輸入，SCK是時(shí)鐘，/SS是從選擇。

3線串行接口

3線串行接口有4個(gè)信號(hào)：DQ、Cout、/RST和CLK。數(shù)據(jù)輸入在DQ信號(hào)上，數(shù)據(jù)輸出在Cout信號(hào)上，/RST信號(hào)使能3線接口，CLK是時(shí)鐘。

寫(xiě)入/讀取字節(jié)數(shù)

將數(shù)據(jù)寫(xiě)入DS1868

微控制器包含一個(gè)SPI接口，以8位的倍數(shù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。因此，需要將 7 個(gè)額外的位與 17 位數(shù)據(jù)一起發(fā)送，總共 3 個(gè)字節(jié)。微控制器首先發(fā)送MSB。當(dāng)微控制器將數(shù)據(jù)寫(xiě)入DS1868時(shí)，第一個(gè)字節(jié)的前7位被推出移位寄存器，b0包含第一個(gè)字節(jié)的LSB（見(jiàn)圖1）。

圖1.在寫(xiě)入過(guò)程中移位寄存器，增加 7 位。

從DS1868讀取數(shù)據(jù)

當(dāng)微控制器從DS1868讀取數(shù)據(jù)時(shí)，首先傳輸堆棧選擇位（b0），然后傳輸電位1（b1）的MSB，依此類(lèi)推（見(jiàn)圖2）。讀取時(shí)，額外的 7 位位于第三個(gè)字節(jié)中。

圖2.17位移位寄存器。

下面是如何寫(xiě)入和讀取字節(jié)的示例。在本例中，堆棧選擇位選擇鍋 1。電位器1編程為0Fh，電位器0編程為55h。所選電位器刮水器的值將在 S 上外針。寫(xiě)入DS1868的三個(gè)字節(jié)分別為01h、0Fh和55h。01h 的前導(dǎo)零是另外 7 位。微控制器首先發(fā)送MSB，因此首先發(fā)送前導(dǎo)的7個(gè)零。這些前導(dǎo)零從末端掉落，“1”以 b0 結(jié)束。底池 1 的前 4 位填充為 0，后 4 位填充 1。電位 0 中的 MSB 將為“0”，其余位在 1 和 0 之間交替。

字節(jié) 0： 00000001b （01h） 其他位帶有下劃線。
字節(jié) 1： 00001111b （0Fh） 字節(jié) 2： 01010101b （55h）

讀取數(shù)據(jù)時(shí)，b0 是第一個(gè)輸出位。輸出的 3 個(gè)字節(jié)現(xiàn)在將如下所示：

字節(jié) 0： 10000111 （87h） 字節(jié) 1： 10101010 （AAh） 字節(jié) 2： 10000000 （80h）

其他位帶有下劃線。
另外 7 位現(xiàn)在位于字節(jié) 2 的末尾。

表 2 中提供了更多將寫(xiě)入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為讀取數(shù)據(jù)的示例。

軟件將寫(xiě)入的字節(jié)與從DS1868讀取的字節(jié)進(jìn)行比較（參見(jiàn)附錄）。

硬件配置

該板的原理圖如圖3所示。

圖3.電路板原理圖。

軟件配置

軟件配置適用于 PIC16F872。

端口設(shè)置

TRISx 寄存器將引腳設(shè)置為輸入 （1） 或輸出 （0）。PORTA 寄存器將驅(qū)動(dòng)/RST和LED至5V或0V。

TRISA = --1xxx00—RA5/SS設(shè)置為輸入。這用于啟用串行端口。RA0 和 RA1 已設(shè)置 至/RST和LED
的輸出 TRISB = 未使用
TRISC = xx010xxx — 清除 SCK 和 SDO，設(shè)置 SDI

/RST引腳需要在發(fā)送/接收數(shù)據(jù)之前設(shè)置，然后在交易完成后需要清除。

SPI 設(shè)置

SSPSTAT = 01000000 （40h） - 位 SMP = 0，位 CKE = 1

當(dāng) SMP = 0 時(shí)，在數(shù)據(jù)輸出時(shí)間結(jié)束時(shí)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。

當(dāng) CKE = 1 時(shí)，當(dāng) CKP = 0 時(shí)，從活動(dòng)時(shí)鐘狀態(tài)轉(zhuǎn)換到空閑時(shí)鐘狀態(tài)時(shí)會(huì)發(fā)生傳輸。

SSPSTAT寄存器設(shè)置時(shí)鐘和數(shù)據(jù)，使其具有正確的時(shí)序，以便與DS1868接口。

SSPCON = 00100001 （21h） - 位 SSPEN = 1，位 SSPM3-0 = 0001

SSPEN = 1 啟用串行端口。

SSPM3-0選擇了時(shí)鐘頻率。SSPM3-0 = 0001 = Fosc/16 = 20MHz/16 = 1.25MHz

DS1868的最大時(shí)鐘速率為10MHz。

法典

附錄包含用于寫(xiě)入、讀取和比較電位計(jì)數(shù)據(jù)的匯編代碼。

除了SPI端口之外，還需要初始化使用的每個(gè)端口。電位計(jì)也需要初始化為零。然后可以將數(shù)據(jù)寫(xiě)入電位計(jì)。

SPI 時(shí)序

使用上述寄存器設(shè)置，微控制器產(chǎn)生以下定時(shí)信號(hào)。

圖4.SPI 時(shí)序圖。

SDO上的數(shù)據(jù)傳輸在時(shí)鐘的下降沿完成。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘周期內(nèi)由SDI接收。 以下是接收和發(fā)送的電位計(jì)數(shù)據(jù)的圖表。圖5所示為01h、FFh和80h被發(fā)送到SDO線路上的DS1868。SDI包含DS1868發(fā)送回微控制器的數(shù)據(jù)。SDI上的數(shù)據(jù)是FFh，C0h和00h。有關(guān)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱表 2。

圖5.傳輸/接收的數(shù)據(jù)。

SDO上的數(shù)據(jù)傳輸在時(shí)鐘的下降沿完成。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘周期內(nèi)由SDI接收。 以下是接收和發(fā)送的電位計(jì)數(shù)據(jù)的圖表。圖5所示為01h、FFh和80h被發(fā)送到SDO線路上的DS1868。SDI包含DS1868發(fā)送回微控制器的數(shù)據(jù)。SDI上的數(shù)據(jù)是FFh，C0h和00h。有關(guān)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱表 2。

圖6所示為01h、80h和80h被發(fā)送到DS1868。然后將數(shù)據(jù)與 C0h、40h 和 00h 進(jìn)行比較。 有關(guān)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱表 2。

圖6.傳輸/接收的數(shù)據(jù)（詳細(xì)信息）。

審核編輯：郭婷