MSP430F449的数字电位器分压功能设计

… — ｖ Ｓ口 Ｓ
电／ 欠压 控 制 ＳＩ Ｐ 串行接 口
逻辑
（ ｐ ｒｏ ＷｉｅＬ ｄ
件乘法 器 、 串行 通 信 可 软 件 选 择 ＵＡ Ｔ Ｓ Ｉ 式 等 。 在 Ｒ ／Ｐ 模
实 际 的 应用 中 ， ＡＲＴ 接 口具 有 极 佳 的 通 用 性 ， 于 扩 ＵＳ 出 展 接 口的 目的 ， 往往 通 过 软 件模 拟 Ｓ Ｉ 以获 得 更 多 的 Ｓ Ｉ Ｐ， Ｐ Ｓ Ｋ ｌ 模块和控制 Ｃ Ｅ ＂ ＳＯ 凸 Ｄ
时钟 的上 升沿 ， 测 输 入 引脚 Ｐ ． 检 ４ ０的 电
（） ａ 模式 Ｉ １
平 ， 其 记 入 ｄｔ 将 ａａ中 ， 将 Ｐ ． 再 ３ ５的 输 出 电 平 拉 低 ， 时 就 接 收 好 １个 字 符 位 了 ， 后 这 然
将 ｄ ｔ 收 到 的 字 符 位 有 移 １位 ， 备 继 ａａ接 准
ＭＳ ４ ０ ４ ９的 数 字 电位 器 分 压 功 能 设 计 Ｐ ３Ｆ ４
王若 男 ， 进 韩
（ 山东 科 技 大 学 信 息 科 学 与 工 程 学 院 ， 岛 ２ ６ １ ） 青 ６ ５ ０
ＭＳ ４ ０单 片 机 具 有 丰 富 的 外 围 模 块 ，如 Ｐ３ ＭＳ ４ ０ ４ ９就 包 含 ８组 Ｉ Ｏ 端 口 、 密 模 拟 比较 器 、 Ｐ ３Ｆ ４ ／ 精 硬
输入 采样
（） ｂ 模式【 】 （ 】
图 ３ Ｓ Ｉ 形 图 Ｐ波
ｅｓ ｌｅ ｄｔ ａ ａ＜ ＜ 一 １：
ＰＯ ３ ＵＴ ＆一
｝
Ｂ Ｔ ； ／ Ｃ 下 降沿 Ｉ５／Ｓ Ｋ
据 和 写数 据 命 令 ） 包 含命 令 字 节 和 数 据 字 节 。命 令 字 节 中 中包 含 两个 数 据 位 。 图 ４给 出 了通 用 Ｓ Ｉ 令 格式 。 Ｐ命
命令字 节
—— 一
、／ — — 一 ，
数据字节 、
＾ —— — — 、
Ａ Ａ Ａ Ｃ Ｄ Ｄ Ｄ ｌ ２ ｌ ０
Ｃ Ｃ ｌ Ｏ ｏ ０ Ｏ １＝ １ ０＝ 】性 强 ， 以在 具 体 的 Ｓ Ｉ 写 灵 可 Ｐ读
ＳＤＯ ＳＤＩ ．
ｉ Ｐ４Ｎ￣ ＢＩ ）｛ ／ 断 收到 的 电平 信 号 ｆ Ｉ （ Ｔ０ ／ 判
９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ ｌ Ｘ Ｉ Ｘ Ｊ Ｘ ｌ ｘ ＩＸ Ｉ Ｘ】 Ｘ Ｉ ｘ ０ Ｘ
ｄ ｔ ＜ ＜ 一 １： ａａ
ｄｔ ａ ａ— ｄａ ａ ＢＩ ｔ＋ Ｔ０：
出 了典 型 的 Ｓ Ｉ 口 。 Ｐ 接
主 控 制 器
］
Ｍ Ｃ ４ ５ Ｐ２ ｌ
ｓ ０ＭＩ — 串行 数据 输 人 （ 出 主人 ） — 从 。 Ｓ Ｍ０— — 串行 数据 输 出 （ 出从 人 ） Ｉ 主 。 Ｓ Ｋ— — 串行 移 位 时钟 。 Ｃ
ＭＯ Ｉ Ｗ Ｂ —Ａ Ｗ ～ Ｂ Ｓ Ｏ 主器 件输 出一 从器件输 入 （ Ｓ ） Ｄ
４ ９ 种 用 数 字 信 号 控 制 阻 值 改 变 的器 件 。数 字 电 位 器 与 机 械 … … … … … 一 ｉ 字储器 （ ｘ ） Ｗ！ ｒ Ｗｉ ０ ｐ ｅ ｐ ｒ ｅｌ 式电位器相 比， 有 可程控 改变 阻值 、 震 动 、 声小 、 具 耐 噪 寿
ＴＣ０Ｎ Ｓ ＴＵＳ ＴＡ
ｉ
仅限双 电阻网络器件
１ Ｓ ｌ 述 Ｐ概
串 行 外 围设 备 接 口 Ｓ ＩＳ ｒａ Ｐ ｒ ｈ ｒｌ ｎｅｆｃ ） Ｐ （ ｅｉｌ ｅｉ ｅａ Ｉ ｔｒａｅ 总 ｐ
图 １ Ｍ ＯＰ４ ２５１器 件 框 图
用 抽 头 和 接 线 端 Ｂ之 间 的 电 阻来 表 示 。数 学 模 型 为 ：
： 阑ｌ ｌｒ ｌ （【 ｇＪ ，、 电Ｌ 寄 抽／ ］一 网一 位／ Ｔ 存 头 Ｃ 络 器 Ｏ 辨 ０ ｏ Ｎ ）
网络 １ 电位 器 １ ） 抽头 １
和 Ｔ ＯＮ Ｃ
接 口 。本 文就 是通 过 软件 模 拟 实现 了 Ｓ Ｉ 信 ， 驱 动 和 Ｐ通 来
Ｎ 口 Ｃ
升沿 从 Ｓ Ｉ 脚 传 人 ， Ｓ Ｋ 的 下 降 沿 从 Ｓ Ｏ 引 脚 传 Ｄ 引 在 Ｃ Ｄ
出 。在 模 式 １ １下 ， ＣＫ 空 闲 状 态 一 高 电 平 ， 据 在 Ｓ Ｋ Ｓ 数 Ｃ
２ 数 字 电位 器 构 成 及 应 用 说 明
本 文 用 到 的是 ＭＣ ４ ５ Ｐ ２ １数 字 电 位 器 ， 电 位 器 是 双 该 电 阻 网络 的 ， Ｐ ２ １ 件框 图 如 图 １所 示 。 ＭＣ ４ ５ 器 利 用 该 器 件 可 以构 造 一 些 线 性 的函 数 ， 些 函 数 可 以 这
ｐｐｒ ｅｎｔｃｍ．ｎ投稿专用） ａｅ ＠ｍ ｓｅ．ｏ ｃ（
２１ 年第４期 平 嵌入式 碗应用 ７ ０２ 机 条 ７
一ｓ ，ｓｓ ～一要 一一队 （ ～ Ｓ
ｉ（ ａａ＆ ＢＩ ） ｆｄｔ Ｔ７ ／ 发 送 ｄｔ ／ ａ ａ的 高 位
Ｐ ０ＵＴ Ｉ Ｂ Ｔ４ ／ Ｐ ． ３ － Ｉ ； ／ ３ ４输 出 ｌ 二
ｅｓ ｌｅ
Ｐ ＯＵＴ ＆一 ～ Ｂ Ｔ４ ／ Ｐ３ ４输 出 ０ ３ Ｉ ； ／ ．
ＰＯ ３ ＵＴ — Ｂ Ｔ５ ／ 制 造 时 钟 的 上 升 沿 Ｉ ； ／ ｄｔ ＜ 一 １ ａａ＜ ；
｝
同理 ， Ｐ ． 把 ３ ５的 输 出 电 平 拉 高 ， 造 制
一
／ ｄ ｔ 的数 据 右 移 ／ ａａ中
命令位
图 ４ ＳＰ 命 令 格 式 Ｉ
４ ＭＳ ４ ０ 拟 Ｓ Ｉ 动 数 字 电 位 器 实例 Ｐ３ 模 Ｐ驱
图 ５为 芯 片 与单 片 机 连 接 的 引 脚 连接 图 。片选 ＣＳ在 低 电平 时有 效 。按 照 时 序 图和 引 脚 连 接 图 ， 先 需 要 定 义 首
Ｍ Ｓ ４ ０ ４ ９的 Ｉ Ｏ 端 口 ， ３ ４ 为 Ｍ ｏＳ ， ３ ５ 为 Ｓ Ｋ ， Ｐ ３Ｆ４ ／ Ｐ． ＩＰ ． Ｃ
程 序 中实 现 其 硬 件 接 口 的功 能 。１个 Ｓ Ｉ的 时 钟 周 Ｐ
期 就 是 执 行 上 述 模 拟 串 口指 令 所 需 要 的 时 间 ， 因此
地址
存储 ｝
命令位
数据值
其 串 口速 率 主 要 由 系 统 时 钟 来 决 定 ， 高 系 统 时 钟 提 频 率 能 够 进 一 步 提 高 Ｓ Ｉ串 口 的传 输 速 率 。 Ｐ
Ｓ Ｋ） Ｃ 同外 界 通信 ：
］ ］ ＿ ］ ］
该 器 件 支 持 Ｓ Ｉ串行 协 议 。该 Ｓ Ｉ 从 模 式 工作 ， Ｐ Ｐ以 最
多 使 用 ４个 引 脚 这 些 引 脚 是 ＣＳ 片 选 ） Ｓ Ｋ（ 行 时 （ 、Ｃ 串
钟 ）Ｓ （ 、 ＤＩ 串行 数 据 输 入 ） Ｓ 、 ＤＯ（ 行 数 据 输 出 ） 图 ２给 串 。
Ｐ． ４ ０端 口 为 输 入 ＭＩＯ。在 Ｐ ． Ｓ ３ ５下 降 沿 时 ， 出 数 据 输
￣
Ｓ ＤＩ
Ｓ Ｉ 主器件输 入一从器 件输 出 （ Ｓ ） Ｓ Ｏ Ｄ ＭＩＯ 一 Ｄ
Ｓ ＣＫ ＣＳ
Ｓ ＣＫ Ｉ０ 】 ／ （１
Ｓ ——从机模式发送／ 收允许控制信号 。 ＴＥ 接 数 据 的传 输 由 Ｓ Ｋ 决 定 ， 据 可 以 在 Ｓ Ｋ 的 上 升 沿 Ｃ 数 Ｃ 或 者 下 降 沿输 出 。因 为 Ｓ Ｉ 口定 义 具 有 很 大 的 灵 活 性 ， Ｐ接 因 此导 致各 个 厂 商带 有 Ｓ Ｉ 口 的芯 片 在 工 作 时 序 上 并 Ｐ接 不 一 致 ， 以 使 用 时 要 注 意 芯 片 Ｓ Ｉ接 口 工 作 时 序 的 所 Ｐ
技术 ）
控 数 电 器 。 字 位 也 为 控 位 ，一 限 电 制 字 位 的 数 电 器 称 数 电 器 是 仅 双
命 长 、 环 境 污 染 等 优 点 ， 而 在 自动 控 制 、 能 仪 器 仪 抗 因 智
表 、 费类 电 子 产 品 等许 多 领域 得 到成 功 应 用 。 消
３ ＭＳ ４ ０软 件 模 拟 Ｓ ｌ 口 的 实 现 Ｐ３ Ｐ串
本 文 采 用 ＭＳ ４ ０ ４ ９单 片 机 的 ＩＯ 口模 拟 Ｓ Ｉ Ｐ ３Ｆ ４ ／ Ｐ 通
信 ， 用 Ｓ Ｋ 下 降 沿 输 出 、 升 沿 输 入 的 Ｓ Ｉ 线 接 口类 选 Ｃ 上 Ｐ三 型 。定 义 单 片 机 ＭＳ ４ ０ ４ ９的 Ｐ ． Ｐ ３Ｆ ４ ３ ４端 口为 输 出ＭＯＳ ， Ｉ Ｐ． ３ ５端 口为 时 钟 信 号 Ｓ ＣＫ， ３ ７端 口为 片 选 输 入 Ｃ Ｐ． Ｓ，
差别。
图 ２ Ｓ 接 口 ＰＩ
ＭＣ ４ ５ Ｐ ２ １的 Ｓ Ｉ模 块 支 持 两 种 标 准 的 Ｓ Ｉ 式 ， Ｐ Ｐ模 分 别是 模式 Ｏ Ｏ和 １ 。 Ｓ Ｉ 式 由 Ｓ Ｋ 引 脚 的 状 态 决 定 。 １ Ｐ模 Ｃ 在模式 Ｏ ０下 ， Ｃ 空 闲 状 态 一低 电平 ， 据 在 Ｓ Ｋ 的 上 ＳＫ 数 Ｃ
他 事 务 。Ｓ Ｉ 线 上 可 以 连 接 多 个 可 作 为 主 机 的 ＭＣＵ， Ｐ 总
装 有 Ｓ Ｉ 口的 输 出 设 备 、 入 设 备 （ 液 晶 驱 动 ） 及 Ｐ 接 输 如 以 Ａ Ｄ转 换 等外 设 ， 可 以简 单 连 接 到单 个 Ｔ Ｌ移 位 寄 存 ／ 也 Ｔ
器 的 芯 片 。总 线上 允 许 连接 多个 设 备 ， 在 任 一 瞬 间 只 允 但 许 一个 设 备作 为 主机 。串行 模 块 工 作 在 Ｓ Ｉ 式 ， 过 ４ Ｐ模 通 线 （ ＯＭＩ Ｓ Ｍ０、 Ｃ 及 Ｓ Ｓ 、Ｉ ＳＫ ＴＥ） 者 ３线 （ ＯＭＩ Ｓ ＭＯ、 或 Ｓ 、Ｉ
１位命令 ６
厂 — — ——
如果 是 选 用 Ｓ ＣＫ 下 降 沿 输 入 、 升 沿 输 出的 Ｓ Ｉ 上 Ｐ
命令位
接 口类 型 ， 只需 要 把 上 面 接 收 和 发 送 程 序 中 Ｓ ＣＫ 的 上 升沿 和 下 降 沿交 换 即 可 满 足 时 序 要 求 。模 拟 串 口
续 接 收 字 符 下 一 位 ， 此 重 复 ８次 后 就 收 如
Ｓ ＣＫ
到 １个 完 整 的 字 符 ， 码 如 下 ： 代
ｆ ｒ ｉ ０； ８；＋ ＋ ） ｏ （－ ｉ ＜ ｉ ｛
写 入
Ｓ ＢＵＦ ＳＰ
Ｐ ０ － Ｂ Ｔ５ ／ Ｓ Ｋ 上 升 沿 ３ ｕＴ ｌ Ｉ ； ／ Ｃ ＿
的上 升 沿 从 Ｓ Ｉ 脚 传 入 ， Ｓ Ｋ 的下 降 沿从 Ｓ Ｏ 引脚 Ｄ 引 在 Ｃ Ｄ 传 出 。 图 ３ 出 了两 种 模 式 下 的 Ｓ Ｉ 给 Ｐ 波形 。 在 每 种模 式下 ， 有 ４ 可 能 的命 令 。８ 命 令 （ 都 个 位 递增 抽 头 和 递减 抽 头 命 令 ） 中包 含命 令 字 节 ， １ 位命 令 （ 而 ６ 读数
Ｐ． ３ ７为 Ｃ Ｐ ． Ｓ， ４ ０为 ＭＩ Ｏ。 Ｓ
由于 使 用 ＭＳ ４０ ４ ９ ＩＯ 模 拟 串 口通 信 ， 有 使 Ｐ ３Ｆ４ 的 ／ 没 用 中 断 函 数 ， 需 要 调 只
用 一 个 子 函 数 就 能 实 现
ｃｓ
ＳＣＫ Ｖｓ ｓ Ｐ１ Ｂ ＰＩ Ｗ ＰＩ Ａ
线 技 术 是 一 种 同 步 串行 接 口 ， 硬 件 功 能 很 强 ， 以 与 其 所
ＲＢ ÷ ＋Ｒ Ｗ一
ＲＢ ｗ Ｅ ＋ Ｒｗ
（位器件，— ～ ５） ８ Ｎ ｏ ２６
（ ７位 器 件 ， Ｎ—ｏ １ ８ ～ ２）
Ｓ Ｉ 关 的 软 件 相 当 简 单 ， Ｃ Ｕ 有 更 多 的 时 间 处 理 其 Ｐ有 使 Ｐ