EEPW论坛

1 X9241概述

X9241是Xicor公司生产的一种集成数字电位器。它在单一芯片上集成了4个10kΩ数字电位器，每个电位器的滑动端共有64个离散的调节节点，并有4个8bit的E2PROM数据寄存器以及一个滑刷控制寄存器（WCR）。用户可以通过相应指令使电位器的WCR（滑刷控制寄存器）与某个数据寄存器相关联，也可以直接控制WCR以达到改变电位器滑动端位置的目地。X9241芯片具有I2C总线接口，可以实现寄存器映射、改变滑刷位置以及进行电位器级联等操作。X9241采用20引脚双列直插封装，其引脚排列如图1所示。其中VWi（i＝0～3）为四个独立的10kΩ电位器的滑动端；VLi（i＝0～3）分别为四个电位器的两个终端；A3，A2，A1，A0为X9241芯片的设备地址；SCL，SDA分别为I2C接口的串行时钟和串行数据线。X9241的工作电压为5V。

1．1 X9241的内部结构
　　
X9241的内部结构如图2所示，从图中可以看出，一个X9241芯片内含有：I2C总线接口、SDA串行数据线、SCL串行时钟线以及4个POT（电位器）。每个POT 有4个8bit的E2PROM数据寄存器和一个WCR滑刷控制寄存器。

1．2 X9241的控制方式

1．3 X9241的主要参数

X9241的主要性能参数如下：
SCK，SCL或其它地址输入端相对于Vss的电压为－1～＋7V；
VH或VL相对于Vss的电压范围为±8V；
△V＝｜VH－VL｜为16V；
X9241工作电压范围为5V＋10％。
　　
因为VH或VL相对于VSS的电压范围是±8V，所以X9241可以不受数字电路0～＋5V电源窗口的制约而广泛地应用于各种具有正负电源的模拟电路之中。

2 X9241的指令字格式

X9241的读／写指令均由三段组成（如图3所示），每段均有一个字节：第一段为从属设备地址；第二段为指令字节；第三段为数据。

图5是笔者在氨氮传感器中使用X9241的部分电路示意图。在这个电路中，用X9241上的POT0和POT3代替原模拟电路中的两个10kΩ机械电位器来完成调整倍率和零点的任务。DSP的I／O2，I／O3分别连接到SCL和SDA端口上。该电路中，X9241的A3獳0均接地，所以它的设备地址是0000。因此在对这个芯片的电位器进行读／写操作时，第一字段应当是01010000，即50h（DSP的十六进制数）。
　　
图6和图7分别是用IO2和IO3模拟I2C总线时，对X924进行读、写的子程序流程图。

使用数字电位器的主要优势是定位精度高，不受机械震动影响，并可以通过程控来实现半自动化调节。另外，由于数字电位器的VH、VL电压窗口较宽，因而能在许多场合取代机械模拟电位器。使用数字电位器的缺点是不能连续调节。由于每个数字电位器只有64档，所以对于离散多档位调节场合，用数字电位器很方便。而在需要连续调节的场合，似乎不如连续可调的模拟电位器方便。但是设计时可以采取以下方法进行补偿：

（1）多芯片级联使用，以增加有效档位；

（2）两个数字电位器配合使用，一个作为粗调，一个作为细调，两者搭配，可以得出许多种适合不同需要的组合。