AD5231/AD5232/AD5233是非易失性存储器数字电位器

元器件信息 2022-11-22 09:20 259 0

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特征

非易失性存储器预设保持雨刮器设置；AD5231单，1024位分辨率；AD5232双，256位分辨率；AD5233四位，64位分辨率；10K、50K、100K欧姆终端电阻；线性或对数锥度设置；递增/递减命令，按钮命令；具有回读功能的SPI兼容串行数据输入；+3至+5V单电源或±2.5V双电源操作；用户EEMEM非易失性存储器，用于恒定存储。

应用

机械电位计的更换；仪器：增益、偏移调整；可编程电压电流转换；可编程滤波器、延迟、时间常数；线路阻抗匹配电源调整拨码；开关设置。

一般说明

AD5231/AD5232/AD5233系列提供-/双/四通道，数字控制可变电阻（VR），分辨率分别为1024/256/64位。这些装置执行与电位计或可变电阻器相同的电子调节功能。AD523X通过微控制器进行多功能编程，允许多种操作和调整模式。

在直接编程模式下，可以直接从微控制器加载RDAC寄存器的预定设置。另一种按键操作模式允许使用先前存储在EEMEM寄存器中的设置刷新RDAC寄存器。当对RDAC寄存器进行更改时建立一个新的雨刮器位置，通过执行一个EEMEM save操作可以将设置值保存到EEMEM中。一旦设置保存在EEMEM寄存器中，这些值将自动传输到RDAC寄存器，以在系统通电时设置雨刮器位置。该操作由内部预设选通启用，也可从外部访问预设。

调整的基本模式是控制雨刮器位置设置（RDAC）寄存器当前设置的递增和递减命令。内部刮片RDAC寄存器可以上下移动，这是端子A和B之间标称端子电阻的一步。这将通过设备端到端电阻（RAB）的一个位置段线性地将刮片更改为B端子电阻（RWB）。对于雨刮器设置中的指数/对数变化，左/右移位命令以+/-6dB的步进调整音量，这对于声音和灯光报警应用非常有用。

AD523X在薄型TSSOP包装中提供。所有部件保证在-40°C至+85°C的扩展工业温度范围内运行。

业务概况

AD5231/32/33数字电位器系列被设计成一个真正的可变电阻替换装置，用于模拟信号，模拟信号保持在VSS<VTERM<VDD的终端电压范围内。基本电压范围限制在| VDD-VSS |<5.5V。

数字电位器的控制允许对记事本寄存器（RDAC寄存器）和100000个非易失性电可擦除存储器（EEMEM）寄存器操作进行更改。EEMEM更新过程大约需要20.2ms，在此期间，移位寄存器被锁定，以防止发生任何更改。RDY pin标记此EEMEM保存的完成。EEMEM的保留期设计为在85℃下保持15年，相当于在55℃下保持90年，无需刷新。通过使用软件控制的递增/递减指令或左/右移位指令，可以递增地更改暂存器寄存器。一旦增量、减量或移位指令加载到移位寄存器中，随后的CS选通将重复该指令。这对按钮控制应用非常有用。或者，通过加载代表性的数据字，可以使用标准SPI串行接口模式用任何位置值对暂存器寄存器进行编程。在程序控制下，可以用非易失性EEMEM寄存器的当前内容加载便笺簿寄存器。系统通电时，便笺簿内存的默认值是先前保存在EEMEM寄存器中的值。出厂EEMEM预设值为中刻度。在硬件控制下，通过脉冲PR引脚，可以将非易失性EEMEM寄存器的当前内容加载到scratch pad（wiper）寄存器中。请注意，PR脉冲首先将雨刮器设置为中刻度（当设置为逻辑零时），然后在正向转换为逻辑高时，它用EEMEM的内容重新加载DAC雨刮器寄存器。类似地，保存的EEMEM值将在系统通电期间自动检索到便笺簿寄存器。

串行数据输出引脚可用于菊花链和内部寄存器内容的读出。串行输入数据寄存器使用16位或24位指令/地址/数据字。写保护（Write protect，WP）禁用对暂存器寄存器中当前内容的任何更改，而不管命令是什么，除了可以使用命令1和9检索EEMEM设置。

因此，写保护（WP）引脚提供硬件EEMEM保护特性。

数字输入/输出配置

所有数字输入均为ESD保护的高输入阻抗，可直接从大多数数字源驱动。对于PR和WP，它们在逻辑低时处于活动状态，如果它们不被使用，则可以直接绑定到VDD。

SDO和RDY引脚是开漏数字输出，只有在使用这些功能时才需要上拉电阻器。电阻值在1k到10k欧姆范围内可以优化功率和开关速度的平衡。

串行数据接口

AD523X系列包含四线SPI兼容数字接口（SDI、SDO、CS和CLK）。此接口的主要功能包括：

•对所有寄存器进行独立可编程读写；

•从相应的内部EEMEM寄存器直接并行刷新所有RDAC雨刮器寄存器；

•每个RDAC雨刮器寄存器的递增和递减指令；

•所有RDAC雨刮器寄存器的左右位移位，以实现6dB电平变化；

•将当前的便笺簿RDAC寄存器值非易失性存储到相应的EEMEM寄存器中；

•额外字节的用户可寻址电可擦存储器。

串行接口包含三种不同的字格式，以支持单个AD5231、双AD5232和四个AD5233数字电位计设备。AD5232和AD5233先使用16位串行数据字加载的MSB，而AD5231先使用24位串行字加载的MSB。SPI兼容字的格式如表1和表2所示。指令位（Cx）根据表3、4和5所示的指令指令控制数字电位器的操作。地址位（Ax）决定激活哪个寄存器。数据位（Dx）是加载到解码寄存器中的值。在没有编程活动之前执行的最后一条指令应该是no OPeration（NOP）指令。这将使内部逻辑电路处于最小功耗状态。

等效的串行数据输入和输出逻辑如图2所示。无论芯片何时断开漏极输出SDO选择CS为逻辑高。SPI接口可以用在两个从模式CPHA=1，CPOL=1，CPHA=0，CPOL=0。CPHA和CPOL是指控制位，它们指示以下微处理器/微转换器中的SPI定时：ADuC812/824、M68HC11和MC68HC16R1/916R1。

笔记：

1、SDO输出将最后16位的数据移出串行寄存器，以进行菊花链操作。例外情况：

按照指令9或10，选定的内部寄存器数据将出现在数据字节0和1中。9&#10之后的指令必须是一个完整的24位数据字，才能完全打卡输出串行寄存器的内容。

2、RDAC寄存器是一个易失性记事本寄存器，在通电时从相应的非易失性EEMEM寄存器刷新。

3、增量、减量和移位命令忽略移位寄存器数据字节0的内容。四。当CS选通返回逻辑高电平时，执行表中记录的操作列。

笔记：

1、SDO输出将最后8位数据移位到串行寄存器中，以进行菊花链操作。例外情况：

按照指令9或10，选定的内部寄存器数据将出现在数据字节0中。9&#10之后的指令必须是一个完整的16位数据字，才能完全打卡输出串行寄存器的内容。

2、RDAC寄存器是一个易失性记事本寄存器，在通电时从相应的非易失性EEMEM寄存器刷新。

3、增量、减量和移位命令忽略移位寄存器数据字节0的内容。

4、当CS选通返回逻辑高电平时，执行表中记录的操作列。

笔记：

1、SDO输出将最后8位数据移位到串行寄存器中，以进行菊花链操作。异常：按照指令9或10，选定的内部寄存器数据将出现在数据字节0中。9&#10之后的指令必须是一个完整的16位数据字，才能完全打卡输出串行寄存器的内容。雨刮器只有64个位置对应于寄存器数据的低6位。

2、RDAC寄存器是一个易失性记事本寄存器，在通电时从相应的非易失性EEMEM寄存器刷新。

3、增量、减量和移位命令忽略移位寄存器数据字节0的内容。

4、当CS选通返回逻辑高电平时，执行表中记录的操作列。

锁存数字输出

AD5231和AD5233部件上提供一对数字输出O1和O2，它们提供非易失性逻辑0或逻辑1设置。O1和O2是如图2A所示的标准CMOS逻辑输出。这些输出是取代DIP开关通常提供的功能的理想选择。此外，它们还可以用于驱动其他需要偶尔改变设置的标准CMOS逻辑控制部件。

使用额外的内部非易失性EEMEM

AD523x系列设备包含额外的内部用户存储寄存器（EEMEM），用于保存常量和其他8位数据。表6提供了功能框图中所示的内部存储寄存器的地址图，如EEMEM1、EEMEM2、…EEMEMn和用户EEMEM的字节。

笔记：

1、存储在EEMEM位置的RDAC数据在通电时或在Inst#1和Inst#8执行以下指令时传输到其相应的RDAC寄存器。

2、存储在EEMEM位置的O1和O2数据在通电时或在Inst 1和Inst 8执行以下指令时被传输到其相应的数字寄存器。

3、用户数据是内部非易失性EEMEM寄存器，可分别使用Inst#3和Inst#9存储和检索常量。

4、AD5231 EEMEM位置是每个数据2字节（16位），而AD5232和AD5233是每个1字节（8位）。

详细可编程电位计操作

RDAC的实际结构旨在模拟机械电位器的性能。RDAC包含一系列连接的电阻段，以及一系列模拟开关，这些开关充当沿电阻阵列的几个点的刮水器连接。点数是设备的分辨率。例如，AD5232有256个连接点，可以提供优于0.5%的可设置分辨率。图3提供了组成RDAC一个通道的三个终端之间连接的等效图。SW a和SWB将始终打开，而SW（0）到SW（2N-1）中的一个开关将根据从数据位解码的电阻阶跃每次打开一个开关。注意有两个50欧姆的雨刮器电阻，RW。在输出电阻中必须考虑RW的贡献电阻。在A-to-wiper端子处，RW是SWA和SWX电阻的总和。类似地，RW是B-至雨刮器端子处的电阻SWB和SWX的总和。