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特征
双通道，256位分辨率；10 kΩ、50 kΩ和100 kΩ标称终端电阻非易失性存储器雨刮器设置的维护；预定义的线性递增/递减指令；预先定义的±6db步进对数锥度增量/减量指令；SPI兼容串行接口；雨刮器设置和EEMEM回读；3 V至5 V单电源操作；±2.5 V双电源操作；14字节通用用户EEMEM；永久存储器写保护；100年典型数据保留期（TA=55°C）。
应用
机械电位计的更换；仪器：增益和偏移调整；可编程电压电流转换；可编程滤波器、延迟和时间常数；可编程电源；低分辨率DAC替换传感器校准。
一般说明
AD5232设备提供具有256位分辨率的非易失性双通道数字控制可变电阻器（VR）。该装置具有与机械电位器相同的电子调节功能，具有更高的分辨率、固态可靠性和优越的低温系数性能。AD5232的多功能编程通过微控制器实现，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（RDAC1和RDAC2）的预定设置。另一种重要的操作模式允许使用先前存储在相应EEMEM寄存器（EEMEM1和EEMEM2）中的设置刷新RDACx寄存器。当对RDACx寄存器进行更改以建立新的雨刮器位置时，可以通过执行EEMEM save操作将设置值保存到EEMEMx寄存器中。设置保存在EEMEMx寄存器中后，这些值将自动传输到RDACx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开关启用。也可以从外部访问预设选通。
所有内部寄存器内容都可以通过串行数据输出（SDO）读取。这包括RDAC1和RDAC2寄存器、相应的非易失性EEMEM1和EEMEM2寄存器以及可用于恒定存储的14个备用用户EEMEM寄存器。
调整的基本模式是控制雨刮器位置设置寄存器（RDACx）的递增和递减命令指令。内部刮片RDACx寄存器可以在端子A和端子B之间的标称电阻上下移动一步。该步调整通过设备端到端电阻（R）的一个位置段线性地将刮片改变为端子B电阻（R）。对于雨刮器设置中的指数/对数变化，左/右移位命令指令以±6分贝的步长调整电平，这对于音频和灯光报警应用非常有用。
AD5232是一个薄，16铅TSSOP包。所有部件都保证在扩展的工业温度范围（从-40°C到+85°C）内工作。可使用评估板EVAL-AD5232-10EBZ。
操作理论
AD5232数字电位器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 |<5.5 V。数字电位计雨刮器位置由RDACx寄存器内容确定。RDACx寄存器用作记事本寄存器，允许根据需要进行多个值更改，以将电位计雨刮器放置在正确的位置。通过加载完整的代表性数据字，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。当找到所需的位置时，该值可以保存到相应的EEMEMx寄存器中。此后，雨刮器位置始终设置在该位置，以便将来进行任何通断通电顺序。EMEM保存过程大约需要25毫秒。在此期间，移位寄存器被锁定，防止发生任何更改。RDY管脚表示此EEMEM保存已完成。
便笺簿和EEMEM编程
记事本寄存器（RDACx寄存器）直接控制数字电位计雨刮器的位置。当记事本寄存器加载所有0时，雨刮器连接到可变电阻器的端子B。当便笺簿寄存器加载中刻度代码（满刻度位置的1/2）时，雨刮器连接到可变电阻器的中间。当记事本加载满标度代码（全部为1s）时，雨刮器连接到端子A。因为记事本寄存器是标准逻辑寄存器，所以不限制允许的更改次数。EEMEMx寄存器具有Flash/EEMEM可靠性一节中描述的程序擦除/写入周期限制。
基本操作
设置可变电阻雨刮器位置的基本模式（通过编程记事本寄存器）是通过使用命令指令11加载串行数据输入寄存器来完成的，该指令11包括所需的雨刮器位置数据。当找到所需的雨刮器位置时，用户用命令指令2加载串行数据输入寄存器，命令指令2将所需的雨刮器位置数据复制到相应的非易失性EEMEMx寄存器中。25 ms后，雨刮器位置永久存储在相应的非易失性EEMEM位置。表6提供了一个应用程序编程示例，以十六进制格式列出串行数据输入（SDI）字的序列和出现在串行数据输出（SDO）管脚处的相应串行数据输出。
系统通电时，用保存在EEMEMx寄存器中的最后一个值刷新便笺簿寄存器。工厂预设的EEMEM值为中刻度。可以用非易失性EEMEMx的当前内容刷新便笺簿（wiper）寄存器通过脉冲PR引脚在硬件控制下注册。
表6所示的应用程序编程示例列出了设置为独立数据值的两个数字电位器。然后，雨刮器位置被保存在相应的非易失性EEMEMx寄存器中。
请注意，当雨刮器进入逻辑0时，PR脉冲首先将雨刮器设置为中刻度。然后，在正向转换到逻辑高时，它用EEMEMx的内容重新加载DAC雨刮器寄存器。许多额外的高级编程命令可用于简化可变电阻调整过程。
例如，通过使用软件控制的增量/减量命令指令，可以一步一步地更改雨刮器位置。通过使用左/右换档指令，也可以改变雨刮器位置，每次6分贝。增量、减量或移位指令加载到移位寄存器后，后续的CS选通重复该指令。这对于按钮控制应用程序很有用（请参阅高级控制模式部分）。SDO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位指令/地址/数据字。
EEMEM保护
write protect（WP）管脚禁用对便笺簿寄存器内容的任何更改，而不考虑软件命令，除了可以使用指令命令8和PR刷新EEMEM设置外。因此，WP管脚提供硬件EEMEM保护功能。在将WP返回逻辑高之前，执行NOP命令（命令指令0）。
数字输入/输出配置
所有数字输入都有ESD保护，高输入阻抗可以直接从大多数数字源驱动。PR和WP管脚在逻辑低时激活，如果不使用，则必须偏向VDD。任何数字输入引脚上都不存在内部上拉电阻器。
SDO和RDY管脚是开漏的，当需要上拉电阻时是数字输出，但只有在使用这些功能时。电阻值在1 kΩ至10 kΩ范围内可优化功率和开关速度的权衡。
串行数据接口
AD5232包含一个4线SPI兼容数字接口（SDI、SDO、CS和CLK），并使用一个16位串行数据字，该字首先加载到MSB。SPI兼容字的格式如表7所示。芯片选择（CS）引脚必须保持在低位，直到完整的数据字加载到SDI引脚中。什么时候CS返回高，串行数据字根据表8中的指令解码。指令位（Cx）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。表9提供了EEMEM位置的地址图。在没有编程活动之前执行的最后一条命令指令应该是no operation（NOP）命令指令（命令指令0）。此指令将内部逻辑电路置于最小功耗状态。
AD5232有一个内部计数器，它对16位（每帧）的倍数进行计数，以确保正常工作。例如，AD5232可以处理16位或32位字，但不能处理15位或17位字。为了防止数据误锁（例如，由于噪声），当CS变高时，如果计数不是4的倍数，计数器将重置，但如果计数是4的倍数，则数据仍保留在寄存器中。此外，AD5232具有一个微妙的特点，即如果CS在没有CLK和SDI的情况下脉冲，则该部分重复先前的命令（通电期间除外）。因此，必须注意确保在CLK或CS线路中不存在过大的噪声，这可能会改变有效位数的位数。
等效的串行数据输入和输出逻辑如图33所示。当CS为逻辑高电平时，开路SDO被禁用。SPI接口可以在两种从机模式下使用：CPHA=1，CPOL=1；CPHA=0，CPOL=0。CPHA和CPOL是指在以下微处理器和MicroConverter®设备中指示SPI定时的控制位：ADuC812和ADuC824、M68HC11和MC68HC16R1/916R1。
数字输入的保护如图34和35所示。
菊花链操作
SDO管脚有两个用途：它可以使用命令指令9和命令指令10（见表8）读取雨刮器设置和EEMEM的内容，也可以用于串接多个设备。其余的命令指令对于同时操作中串接多个设备有效。菊花链使控制IC所需的端口管脚数最小化（见图36）。SDO引脚包含一个开漏N沟道FET，如果使用此功能，则需要一个上拉电阻器。如图36所示，用户必须将一个包的SDO pin绑定到下一个包的SDI pin。用户可能需要增加时钟周期，因为在SDO到SDI接口处的上拉电阻和电容负载可能需要在后续包之间额外的时间延迟。如果两个AD5232s是菊花链，则需要32位数据。前16位进入U2，后16位采用相同格式进入U1。16位格式化为包含4位指令，后跟4位地址，后跟八位数据。CS引脚应保持低电平直到所有32位被锁定在各自的串行寄存器中。然后将CS销拉高以完成操作。
命令位标识为Cx，地址位标识为Ax，数据位标识为Dx。命令指令代码见表8。SDO输出将最后八位数据移出串行寄存器，用于菊花链操作，但以下例外：在命令指令9或命令指令10之后，选定的内部寄存器数据出现在数据字节0中。命令指令9和命令指令10后面的命令指令必须是完整的16位将串行寄存器的内容完全打卡的数据字。RDACx寄存器是一个易失性暂存器寄存器，在通电时从相应的非易失性EEMEMx寄存器刷新。递增、递减和移位命令指令忽略移位寄存器中数据字节0的内容。当CS选通返回逻辑高电平时，执行表8所示的操作。NOP指令的执行使功耗最小化。
高级控制模式
AD5232数字电位器包含一组用户编程功能，以解决这些通用调节装置的广泛应用。主要编程功能包括：
（1）、对所有寄存器进行独立可编程读写
（2）、从相应的内部EEMEM寄存器同时刷新所有RDAC雨刮器寄存器
（3）、每个RDAC雨刮器寄存器的增量和减量指令
（4）、所有RDAC雨刮器寄存器的左右位移位，以实现6 dB电平变化
（5）、非易失性地将当前的便笺簿RDACx寄存器值存储到相应的EEMEMx寄存器中
（6）、14个额外字节的用户可寻址、电可擦除存储器
递增和递减命令
增量和减量命令指令（命令指令14、命令指令15、命令指令6和命令指令7）对于基本伺服调整应用非常有用。这些命令简化了微控制器软件编码，无需执行当前雨刮器位置的回读，然后使用微控制器加法器向寄存器内容添加1。微控制器向数字电位器发送增量命令指令（命令指令14），数字电位器自动将雨刮器移动到下一电阻段位置。主增量命令指令（命令指令15）将所有电位计雨刮器从当前位置移动一个位置到下一个电阻段位置。移动方向参考端子B。因此，每个命令指令15将雨刮器抽头位置移动到远离端子B的位置。
对数锥度模式调整
编程说明允许通过单独的电位计或组合电位计装置控制雨刮器位置的减少和增加，其中两个雨刮器位置同时改变。这些设置由6db decrement和6db increment命令指令激活（分别为命令指令4和命令指令5、命令指令12和命令指令13）。例如，从雨刮器连接到终端B开始，执行九条增量指令（命令指令12）将雨刮器从R（端子B）位置到AD5232 8位电位计RBA位置的100%。每次执行命令时，6db增量指令将RDACx寄存器内容的值加倍。当雨刮器位置大于中刻度时，最后6db增量命令指令使雨刮器转到满刻度255代码位置。任何额外的6db指令都不会改变满标度的雨刮器位置（RDACx寄存器代码=255）。
图37示出了8位AD5232示例的单个RDACx寄存器数据位上的6db移位功能的操作。下表的每一行表示一个连续的移位操作。请注意，左移位12和左移位13命令指令已被修改，以便如果RDACx寄存器中的数据等于0且左移位，则将其设置为代码1。
此外，还修改了左移位命令，以便如果RDAC寄存器中的数据大于或等于中刻度且左移位，则将数据设置为满刻度。这使得左移位函数尽可能接近理想对数。
只有当LSB为0（即理想对数，没有错误）时，Right Shift 4和Right Shift 5命令指令才是理想的。如果LSB是1，则右移函数生成一个线性半LSB错误，该错误仅转换为奇数码的与码相关的对数错误，如图38所示。图中显示了奇数代码的错误。
对于每个右移位4和右移位5命令执行，RDACx寄存器中的数据内容与雨刮器位置之间对数曲线的实际一致性仅包含奇数代码的错误。偶数码是理想的，除了零右移或大于半刻度左移。
图38为对数误差图，即20×log10（错误/代码）。例如，代码3 Log_Error=20×log10（0.5/3）=-15.56 dB，这是最坏的情况。在较低的编码下，对数误差图更为明显。
使用额外的内部非易失性EEMEM
AD5232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9提供了内部非易失性存储寄存器的地址图，这些寄存器在功能框图中显示为EEMEM1、EEMEM2和用户EEMEM的字节。
请注意以下有关EEMEM函数的信息：
（1）、当通电或执行命令指令1和命令指令8时，存储在EEMEM位置的RDAC数据被传输到相应的RDACx寄存器。
（2）、USERx是指内部非易失性EEMEM寄存器，可分别使用命令指令3和命令指令9存储和检索常量。
（3）、EEMEM位置为每个字节（8位）。
（4）、执行命令指令1使设备处于读取模式功耗状态。当执行最后的命令指令1时，用户应执行NOP（命令指令0）以使设备返回低功耗空闲状态。
终端电压工作范围
数字电位器的正向VDD和负VSS电源定义了正确3端可编程电阻操作的边界条件。端子A、端子B和刮水器端子W上出现的超过VDD或VSS的信号被正向偏置二极管钳制（见图39）。AD5232设备的接地引脚主要用作需要连接到PCB公共接地的数字接地参考。AD5242的数字输入逻辑信号必须参照器件的接地（GND）引脚，并且满足最小输入逻辑高电平和在规范部分中定义的最大输入逻辑低电平。数字接口和雨刮器开关控制之间的内部电平移位电路确保三个端子（端子A、端子B和雨刮器端子W）的共模电压范围从V延伸到VDD。
详细的电位计操作
RDACx的实际结构旨在模拟机械电位器的性能。RDACx包含多串连接的电阻段，其中一组模拟开关充当沿电阻阵列到多个点的雨刮器连接。点数等于设备的分辨率。例如，AD5232有256个连接点，可以提供优于0.5%的可设置性分辨率。图40提供了组成RDACx一个通道的三个终端之间连接的等效图。SW和SWB开关始终打开，而SW（0）到SW（2–1）开关中只有一个一次打开，这取决于从数据位解码的电阻阶跃。在输出电阻中必须考虑RW的贡献电阻。
可变电阻编程
变阻器操作
端子A和端子B之间的RDACx的标称电阻值分别为10 kΩ、50 kΩ和100 kΩ。零件号的最后数字决定了标称电阻值，例如10 kΩ=10；100 kΩ=100。AD5232虚拟现实的标称电阻（R）有256个接触点，由雨刮器端子W和端子B接触。对RDACx锁存器中的8位数据字进行解码，以选择256种可能的设置之一。
确定Wx和Bx之间数字编程输出电阻的一般传输方程是：
其中：D是RDACx中包含的数据的十进制等价物登记。RAB是端子A和端子B之间的标称电阻。RW是雨刮器电阻。
表12列出了为显示8位10 kΩ电位计的RDACx锁存代码。
注：在零尺寸条件下，一个有限的纤维阻力50 31；是现在关怀应该是限制WX和BX之间的电流。在这个状态下，最大连续值为2马克，以避免降解或内开关金属化的可能破坏间歇的电流操作到20马赫是允许的。
就像RDACX替换的机械电位计AD5232部分完全对称。抵抗Wiper终端W和终端A also produces a digitally控制电阻图41显示对称各种终端连接的编程性。
使用这些端子时，应将端子B系在刮水器上。设置R的电阻值开始于电阻的最大值，并且随着锁存器中加载的数据的值增加而减小。这个操作的一般传递方程是：
其中：D是RDAC中包含的数据的十进制等价物登记。RAB是端子A和端子B之间的标称电阻。RW是雨刮器电阻。
表13列出了为显示8位10 kΩ电位计的RDACx锁存代码。
多信道AD5232具有±0.2%的典型内部信道对信道R匹配分布。设备到设备的匹配取决于工艺批次，并呈现-40%到+20%的变化。R随温度的变化具有600 ppm/℃的温度系数。
对电位计分压器编程
电压输出操作
数字电位器容易产生一个输出电压成比例的输入电压施加到一个给定的终端。例如，将端子A连接到5 V，将端子B连接到GND，在刮水器处产生的输出电压可以是0 V到5 V之间的任何值。每个电压的LSB等于施加在端子A到端子B之间的电压除以电位计分压器的2位置分辨率。对于施加在端子A到端子B上的任何给定输入电压，定义输出电压相对于接地的一般方程式为：
式中，RWB（D）可从方程式1和RWA（D）中获得可以从方程2中得到。数字电位器在分压器模式下的操作结果在超温下更精确地操作。这里是输出电压取决于内部电阻的比率，不是绝对值；因此，漂移提高到15 ppm/℃。端子A之间没有电压极性限制，端子B和刮水器端子W只要端子电压（VTERM）保持在VSS<VTERM<VDD内。
双电源操作
AD5232可以通过双电源操作，使地面参考交流信号的控制（参见图42典型的电路连接）。
内部寄生电容和外部电容负载控制着RDAC的交流特性。当被配置为电位计分压器时，AD5232BRU10（10 kΩ电阻器）的-3 dB带宽在半标度下测量500 kHz。图14提供了三种电阻版本的大信号BODE图特征：10 kΩ、50 kΩ和100 kΩ（参见图43为RDAC电路的寄生模拟模型）。
以下代码提供了10 kΩRDAC的宏模型网络列表：
应用程序编程示例
表14至表18中所示的命令序列示例已经开发，以说明AD5232非易失性数字电位计的各种特性的典型事件序列。表14说明了将两个数字电位计设置为独立的数据值。
表15说明了一个电位计的主动微调，然后保存到非易失性存储器（PCB校准）。
表16示出了使用左移一次以6分贝的步进改变电路增益。
表17示出了在非易失性存储器中存储附加数据的过程。
表18示出了从各种存储器位置读取数据的过程。
带保护设置的PCB校准装置的设备客户启动顺序：
1、对于PCB设置，将WP连接到GND，以防止PCB雨刮器设置位置发生变化。
2、设置电源V和V相对于GND。尽职调查党卫军
3、作为可选步骤，选通PR引脚，以确保在不可预知的电源顺序环境中，雨刮器寄存器与EEMEM内容完全通电预设。
FLASH/EEMEM可靠性
AD5232上的Flash/EE存储器阵列完全符合两个关键的Flash/EE存储器特性：即Flash/EE存储器循环耐久性和Flash/EE存储器数据保留。
持久性量化了Flash/EE内存在许多程序、读取和擦除周期中循环的能力。实际上，一个耐力周期由四个独立的连续项目组成。这些事件定义如下：
1、初始页擦除序列
2、读取/验证序列
3、字节程序序列
4、第二次读取/验证序列
在可靠性鉴定期间，Flash/EE存储器从0x00循环到0xFF，直到记录第一次故障，这表示片上Flash/EE存储器的耐久极限。
如规范一节所示，AD5232闪存/EE存储器的耐久性鉴定已在工业温度范围-40°C至+85°C内按照JEDEC Std.22，方法A117进行。结果允许在电源和100000个循环的温度范围内规定最低耐久性数值，在25°C条件下，典型的循环寿命为700000次。
保留量化闪存/EE存储器随时间保留其编程数据的能力。同样，AD5232在T=55°C的特定连接温度下根据正式的JEDEC保持寿命规范（A117）进行了评定。作为该评定程序的一部分，在对数据保持进行表征之前，将闪存/EE存储器循环至其指定的持久极限，如前所述。这意味着，每次对Flash/EE存储器进行重新编程时，Flash/EE存储器都保证在其指定的完整保留寿命内保留其数据。还应注意的是，根据0.6ev的活化能，保留寿命随T降低，如图44所示。
评估委员会
Analog Devices，Inc.提供一个用户友好的EVAL-AD5232-SDZ评估工具包，可由个人计算机通过打印机端口控制。驱动程序是自包含的；不需要编程语言或技能。
外形尺寸
