X9110单数控电位器 (XDCP™)双电源/低功耗/1024抽头/SPI总线一概述1 1 描述X9110将一个单数控电位器(XDCP)集成在一个单片CMOS集成电路中数控电位器由包含1023个电阻单元的电阻阵列构成在每个电阻单元之间有通过开关连接到滑动端的抽头点阵列中滑动端的位置由用户通过SPI总线接口控制电位器还相应地配有一个易失性滑动端计数寄存器WCR和四个非易失性的数据寄存器这些数据寄存器可由用户直接读出或写入滑动端计数寄存器WCR的内容通过开关控制电阻阵列中滑动端的位置上电时可将默认数据寄存器DR0的内容重新调用至滑动端计数寄存器WCR中XDCP可用作三终端的电位器或两终端的可变电阻应用范围广泛包括控制参数调整和信号处理1 2 特点1024个电阻抽头10位分辨率用于电位器写读和传输操作的SPI串行接口滑动端电阻5V时典型值为40四个非易失性的数据寄存器对滑动端的多个位置进行非易失性存储上电时的重新调用功能上电时装载已保存的滑动端位置待机电流<3A最大值系统V CC 2.7V至5.5V模拟V+/V-5V至+5V100K点对点电阻数据保存期为100年每个寄存器的每位可承受100000次数据擦写14引脚TSSOP封装15引脚CSP封装芯片比例封装与厂商联系可获得双电源类型为X9111低功耗CMOS1 3 应用范围1电路层次应用范围改变电压放大器的增益为比较器和检测器提供可编程的直流电压基准控制音频电路的音量修整电压放大器电路中的偏移电压误差设置稳压器的输出电压调整惠斯通电桥电路中的电阻控制滤波器电路中的增益特性频率和品质因数设置传感器信号调节电路中的比例因子和零点更改定时器电路的频率和占空比改变RF电路中引脚二极管衰减器的直流偏压为反馈电路提供一个控制变量(I V或 R)2系统层次应用范围调整液晶显示屏的对比度控制通讯系统中发光二极管发送器的功率电平设置和调节无线系统中RF功率放大器的直流偏压点 控制音频和家庭娱乐系统的增益为RF无线系统中的调谐器提供可变的直流偏压设置温度控制系统中的工作点控制工业系统中传感器的工作点调整人工智能系统中的偏移和增益误差1 4 功能方框图1简图2详细功能方框图1 5 引脚排列及说明1引脚排列如下图2引脚功能配置表TSSOP CSP13引脚说明总线接口引脚串行输出SOSO是串行数据输出引脚在读操作期间数据从该引脚移出数据在串行时钟的下降沿一位一位地移出串行输入SISI是串行数据输入引脚所有写入电位器和电位器寄存器的操作码字节地址和数据都通过该引脚输入数据由串行时钟的上升沿锁存串行时钟SCKSCK输入脚用于为X9110的数据输入和输出提供时钟HOLDHOLD与CS引脚连接可选中器件一旦器件被选中并且连续的时序开始进行HOLD引脚可用来中止与控制器的连续通信而不用复位连续时序为了中止通信在SCK为低电平时必须将HOLD也拉低为了恢复通信当SCK再次为低电平时必须将HOLD拉高如果不使用中止功能则应该一直HOLD保持引脚为高电平器件地址A0地址输入引脚用于设置8位从地址从地址串行数据流A0必须与地址输入A0引脚匹配以启动与X9110的通信片选脚CS当CS为高电平时X9110不被选中串行输入SO引脚为高阻抗并且除非内部写周期正在进行器件将进入待机状态CS为低电平则使能X9110将其置入有效工作状态应注意在上电后在开始任何操作之前要求在CS脚上有从高到低的跳变硬件写保护输入WP当WP引脚为低时可防止对数据寄存器的非易失性写操作电位器引脚R H R LR H和R L引脚等效于机械电位器的连接端R W滑动引脚等效于机械电位器的滑动端偏压电源引脚系统电源电压(V CC)和电源地(V SS)V CC引脚是系统电源电压脚V SS引脚是系统地脚模拟电源电压(V+和V-)这些电源是电位器的模拟电源电压V+ 电源与滑动端开关连接而V- 电源用于加偏压到开关和集成电路的内部P+衬底这两个电源均可设置电位器的电压极限二工作原理2 1 器件描述串行接口X9110支持SPI接口的硬件协议器件可通过SI输入端访问并且数据在SCK上升沿一位一位被移入在整个操作过程中CS必须为低电平HOLD引脚和WP引脚必须为高电平SO和SI引脚可以连接在一起因为它们有三态输出端这有助于减少系统引脚数电阻阵列说明X9110由电阻阵列构成见图1该阵列包含1023个分立的电阻单元这些电阻单元串行连接阵列的每个物理端等效于机械电位器的固定端R H和R L输入端在阵列的两端和每个电阻单元之间有一个CMOS开关连接到滑动输出端(R W) 在独立的阵列中一次只可接通一个开关这些开关由滑动端计数寄存器WCR控制WCR的10位(WCR[9:0])被解码以选择和使能1024个开关中的一个图1 电位器详细方框图滑动端计数寄存器 (WCR)X9110包含一个滑动端计数寄存器见表1用于XDCP电位器WCR等效于一个串入并出的寄存器/计数器其输出端被解码以沿着电阻阵列从1024个开关中选择一个WCR的内容可以用以下三种方法更改1可由主机通过写滑动端计数寄存器指令串行装载来直接对其写入2可通过传送4个相应数据寄存器之一的内容由XFR数据寄存器间接对其写入3在上电时对其加载数据寄存器0DR0的内容滑动端计数寄存器是一个易失性的寄存器也就是说它的内容在X9110掉电时会丢失尽管在上电时该寄存器会自动加载数据寄存器0DR0的值但这不同于掉电时的值推荐使用上电指南以确保将DR0的值正确地载入WCR中数据寄存器DR电位器有四个10位非易失性的数据寄存器这些寄存器可由主机直接读或写数据也可以在四个数据寄存器中的任何一个和滑动端计数寄存器之间传送所有改变数据寄存器中数据的操作都是非易失性操作最多会耗时10ms如果是不要求存储电位器多个设置值的应用数据寄存器则可用作系统参数或用户选择数据的常规存储区DR[9:0]用于存储1024个滑动端位置(0 ~1023)中的一个见表2状态寄存器SR这个1位状态寄存器用于存储系统的状态见表3WIP正在进行的写操作的状态位只读-当WIP=1时表明高电压写周期正在进行-当WIP=0时表明没有进行高电平写周期表1 滑动端计数寄存器WCR10位WCR9-WCR0用于存储当前滑动端的位置V表示易失性表2 数据寄存器DR10位位9-位0用于存储滑动端位置或数据NV表示非易失性表3 状态寄存器SR1位2 2 器件指令辨识字节ID和A跟随在CS上从高到低跳变后的主机发至X9110的第一个字节即称作辩识字节从地址中的4个最高有效位是器件类型辨识符ID[3:0]位是X9110的器件辨识字节ID它固定为0101[B]见表4ID字节中的A0位是内部从地址器件的物理地址由A0输入引脚的状态来定义从地址由用户在外部规定X9110将串行数据流与地址输入状态进行比较为使X9110可顺利继续命令序列地址位的比较一定要成功只有在器件的从地址与由主机发出的器件输入地址相匹配才能执行该指令A0输入端可由CMOS输入信号或通过将其连接到V CC或V SS来激活R/W位用于设置器件的读或写方式表4 辨识字节格式指令字节和寄存器选择在辨识字节之后发送至X9110的字节包含指令和寄存器指针信息这3个最高有效位用于提供指令操作码(I[2:0])RB和RA位指向四个寄存器中的一个格式如表5所示表5 指令字节格式七个指令中有五个指令的长度为4个字节这些指令是-读滑动端计数寄存器读取选中的电位器的当前滑动端的位置-写滑动端计数寄存器变更选中的电位器的当前滑动端的位置-读数据寄存器读取选中的数据寄存器的内容-写数据寄存器对选中的数据寄存器写入一个新值-读状态该命令恢复WIP位的内容WIP位表明内部写周期是否在进行4字节指令的基本序列如图3所示这些4字节指令在WCR和数据寄存器中的一个之间交换数据数据从数据寄存器传送到WCR实质上是对静态RAM的一次写操作静态RAM控制着滑动端的位置滑动端对该操作的响应会在t WRL时间内延迟从WCR当前滑动端的位置到数据寄存器的一次数据传送也是对非易失性存储器的一次写入最少要耗时t WR才能完成这类数据传送可在电位器和其相应的一个寄存器之间发生读状态寄存器指令是唯一有特殊格式的指令见图4有两个指令要求以一个两字节的序列来完成见图2这两个指令可在主机与X9110之间主机和一个数据寄存器之间或直接在主机和滑动端计数寄存器之间传输数据它们是-XFR数据寄存器到滑动端计数寄存器该指令传输指定数据寄存器的内容到相应的滑动端计数寄存器-XFR滑动端计数寄存器到数据寄存器该指令传输指定滑动端计数寄存器的内容到指定的相应数据寄存器详情请见指令格式正在进行的写操作WIP位器件在接收到一次完整的写序列后CS引脚发生从低到高的跳变此时数据寄存器的内容被存储到非易失性的存储器中此内部写操作的过程可由正在进行的写操作位WIP监控可用读状态命令对WIP位读见图4上电掉电要求V+电压必须一直大于或等于R H或R L端的电压而且R H或R L端的电压必须一直大于或等于V-端的电压在上电和掉电期间VCC V+和V-必须在1ms之内达到各自的最终值图2 两字节指令序列图3 四字节指令序列对WCR或数据寄存器的读或写图4 四字节指令序列读状态寄存器表6 指令集指令格式读滑动端计数寄存器WCR写滑动端计数寄存器WCR读数据寄存器DR写数据寄存器DR传输数据寄存器DR的内容到滑动端计数寄存器WCR传输滑动端计数寄存器WCR的内容到数据寄存器DR读状态寄存器SR注1A0表示主机发出的器件地址2WCRx代表滑动端计数寄存器中滑动端的位置数据3X不必考虑三特性3 1 极限参数工作温度 –65°C至+135°C贮存温度 –65°C至+150°C SCK任何地址输入端上的电压相对于V SS–1V至+7VV+端上的电压相对于V410V4-10VV-端上的电压相对于V(V+) – (V-) 12VR H / R L端上的电压V+R L /R H端上的电压V-引线温度焊接10秒 300°C 10秒±6mAIW注强度超出所列的极限参数可能导致器件的永久性损坏这些仅仅是极限参数并不意味着在极限条件下或在任何其它超出推荐工作条件所示参数的情况下器件能有效工作延长在极限参数条件下的工作时间会影响器件的可靠性3 2 推荐工作条件3 3 模拟特性在推荐的工业级工作条件下 2.7V工作除非另有规定注1绝对线性用于确定实际滑动端的电压与期望滑动端电压之间的差而这在电位器中由滑动端的位置确定2相对线性用于确定电位器中两个相邻抽头位置之间电压的实际变化是对步距误差的测量3MI = RTOT / 1023或(R– R L) / 1023单电位器4V CC, V+, V-在1 ms内必须达到其最终值5n = 0, 1, 2, …,1023; m =0, 1, 2, …, 10223 4 直流工作特性在推荐工作条件下除非另有规定3 5 耐久性和数据保存期3 6 电容37 上电时序注6该参数未经100%测试7t PUR和t PUW是从最后的电源(Vcc-)稳定到可发出特定指令所需要的延迟时间这两个参数未经100%测试8R H, R L, R W引脚上的额定静电放电ESD为1.5KV人体模型HBM最大漏电流1.0µA其它此脚上的静电放电为2.0KV38 交流测试条件输入脉冲电平V CC x0.1 V CC x0.9输入上升和下降时间10ns输入和输出定时电平V CC x0.539 等效交流负载电路310 交流时序311 高电平写周期时序符号参数典型值最大值单位t WR高电平写周期时间存储指令 5 10 ms 312 XDCP数控电位器时序符号参数最小值最大值单位t WRPO在第三路最后的电源稳定后滑动端的响应时间 5 10 s t WRL指令发出后所有装载指令滑动端的响应时间 5 10 s313 符号表四时序表输入时序输出时序HOLD时序XDCP时序对所有负载指令而言写保护和器件地址引脚时序五应用资料电位器基本配置三终端电位器可变分压器两终端可变电阻可变电流应用电路非反向放大器稳压器偏移电压调节带滞后功能的比较器衰减器滤波器反向放大器等效L-R电路函数发生器六封装信息14引脚塑料TSSOP封装类型V七订购信息声明本资料仅参考如有不同之处请以相应英文资料为准。