特征

兩個線性錐形數(shù)字可編程電位器

每個電位計64個電阻分接頭

端到端電阻2.5 kΩ、10 kΩ、50 kΩ或100 kΩ

通過I2C接口進行電位計控制和存儲器訪問

低雨刮器電阻，通常為80Ω„非易失性存儲器，每個電位計最多可設置四個雨刮器

通電時自動調用已保存的雨刮器設置

2.5至6.0伏操作

待機電流小于1μA

1000000個非易失性寫入周期

100年非易失性存儲器數(shù)據(jù)保留

20鉛SOIC和TSSOP封裝

工業(yè)溫度范圍

說明

CAT5221是兩個數(shù)字可編程的電位計（DPP™) 集成控制邏輯和16字節(jié)的NVRAM內(nèi)存。每個DPP由一系列63個電阻元件組成，這些元件連接在兩個外部可訪問的端點之間。每個電阻元件之間的分接點通過CMOS開關連接到雨刮器輸出。單獨的6位控制寄存器（WCR）獨立控制每個DPP的雨刮器分接開關。與每個雨刮器控制寄存器相關聯(lián)的是四個6位非易失性存儲器數(shù)據(jù)寄存器（DR），用于存儲多達四個雨刮器設置。通過I2C串行總線寫入雨刮器控制寄存器或任何非易失性數(shù)據(jù)寄存器。通電時，四個電位計的第一個數(shù)據(jù)寄存器（DR0）的內(nèi)容將自動加載到其各自的雨刮器控制寄存器（WCR）中。

CAT5221可用作電位計或雙端可變電阻器。它適用于各種應用中的電路級或系統(tǒng)級調整。

引腳配置

功能圖

設備操作

CAT5221是兩個集成了I2C串行接口邏輯的電阻陣列、兩個6位雨刮器控制寄存器和八個6位非易失性存儲器數(shù)據(jù)寄存器。每個電阻陣列包含63個串聯(lián)的獨立電阻元件。每個陣列的物理端相當于機械電位器（RH和RL）的固定端子。RH和RL對稱，可以互換。串聯(lián)電阻器兩端的抽頭位置通過CMOS晶體管開關連接到輸出雨刮器端子（RW）。每個電位計一次只有一個分接點連接到其雨刮器端子，并由雨刮器控制寄存器的值決定。數(shù)據(jù)可以通過I2C總線讀寫到雨刮器控制寄存器或非易失性存儲器數(shù)據(jù)寄存器。附加指令允許在雨刮器控制寄存器和各電位計的非易失性數(shù)據(jù)寄存器之間傳輸數(shù)據(jù)。此外，可以指示設備以“增量/減量”模式運行。

串行總線協(xié)議

以下定義了I2C總線協(xié)議的功能：

（1）、數(shù)據(jù)傳輸只能在總線不忙時啟動。

（2）、在數(shù)據(jù)傳輸過程中，只要時鐘線很高，數(shù)據(jù)線就必須保持穩(wěn)定。時鐘處于高位時，數(shù)據(jù)線中的任何變化都將被解釋為啟動或停止狀態(tài)。

控制傳輸?shù)脑O備是主設備，通常是處理器或控制器，而被控制的設備是從設備。主機將始終啟動數(shù)據(jù)傳輸，并為發(fā)送和接收操作提供時鐘。因此，CAT5221在所有應用中將被視為從設備。

啟動條件

啟動條件先于發(fā)送到設備的所有命令，并定義為當SCL高時SDA的高到低轉換。CAT5221監(jiān)視SDA和SCL線路，在滿足此條件之前不會響應。

停止條件

當SCL高時，SDA的低到高轉換決定了停止條件。所有操作必須以停止條件結束。

設備尋址

總線主機通過發(fā)送啟動條件開始傳輸。主機然后發(fā)送它請求的特定從設備的地址。對于CAT5221，8位從機地址的四個最高有效位被固定為0101（參見圖5）。接下來的四個有效位（A3、A2、A1、A0）是設備地址位，并定義主機正在訪問哪個設備。系統(tǒng)可單獨尋址多達16個設備。通常，+5V和接地硬連接到這些引腳，以建立設備的地址。

在主設備發(fā)送啟動條件和從機地址字節(jié)后，CAT5221監(jiān)視總線，并在其地址與傳輸?shù)膹臋C地址匹配時（在SDA線路上）發(fā)出應答。

承認

數(shù)據(jù)傳輸成功后，每個接收設備都需要生成一個應答。確認設備在第九個時鐘周期內(nèi)拉下SDA線路，發(fā)出信號，表示它接收到8位數(shù)據(jù)。

CAT5221在接收到啟動條件及其從機地址后，用確認進行響應。如果該設備是在寫入操作的同時被選擇的，則在接收到每個8位字節(jié)后，它都會以應答進行響應。

當CAT5221處于讀取模式時，它傳輸8位數(shù)據(jù)，釋放SDA線路，并監(jiān)控線路以獲得確認。一旦收到該確認，CAT5221將繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。如果主機沒有發(fā)送應答，則設備終止數(shù)據(jù)傳輸并等待停止條件。

寫入操作

在寫入模式下，主設備向從設備發(fā)送啟動條件和從設備地址信息。從機生成應答后，主設備發(fā)送指令字節(jié)，定義CAT5221的請求操作。指令字節(jié)由四位操作碼組成，后跟兩個寄存器選擇位和兩個pot選擇位。在從機接收到另一個應答后，主設備發(fā)送要寫入所選寄存器的數(shù)據(jù)。CAT5221再次確認并且主機生成停止條件，此時如果選擇了非易失性數(shù)據(jù)寄存器，則設備開始對非易失性存儲器進行內(nèi)部編程循環(huán)。當這個內(nèi)部循環(huán)正在進行時，設備將不會響應來自主設備的任何請求。

確認輪詢

禁用輸入可用于利用典型的寫入周期時間。一旦發(fā)出停止條件以指示主機寫入操作的結束，CAT5221將啟動內(nèi)部寫入周期。ACK輪詢可以立即啟動。這涉及到在從機地址后面發(fā)出啟動條件。如果CAT5221仍忙于寫入操作，則不會返回ACK。如果CAT5221已完成寫入操作，則會返回一個ACK，然后主機可以繼續(xù)下一個指令操作。

*A0、A1、A2和A3對應于裝置的引腳A0、A1、A2和A3。

*A0、A1、A2和A3必須與其相應的硬接線輸入引腳進行比較。

說明書和寄存器說明

說明書

從地址字節(jié)

從主/處理器發(fā)送到CAT5221的第一個字節(jié)稱為從/DPP地址字節(jié)。從機地址的最有效的四位是設備類型標識符。CAT5221的這些位固定在0101[B]（參考表1）。

接下來的四位A3-A0是內(nèi)部從機地址，必須與由CAT5221的A3-A0輸入引腳狀態(tài)定義的物理設備地址相匹配，才能成功地繼續(xù)命令序列。只有從機地址與主機發(fā)送的傳入設備地址相匹配的設備才執(zhí)行指令。A3-A0輸入可以由CMOS輸入信號主動驅動或與VCC或VSS相連。

指令字節(jié)

發(fā)送到CAT5221的下一個字節(jié)包含指令和寄存器指針信息。使用的四個最高有效位提供指令操作碼I[3:0]。P0位指向雨刮器控制寄存器之一。至少兩個有效位R1和R0指向每個相關電位計的四個數(shù)據(jù)寄存器中的一個。格式如表2所示。

雨刮器控制和數(shù)據(jù)寄存器

雨刮器控制寄存器（WCR）

21-526位包含兩個雨刮器控制電位計寄存器。雨刮器控制寄存器輸出被解碼以沿其電阻器陣列選擇64個開關中的一個。WCR的內(nèi)容可以通過四種方式進行更改：主機可以通過寫雨刮器控制寄存器指令寫入；可以通過XFR數(shù)據(jù)寄存器指令傳輸四個相關數(shù)據(jù)寄存器中的一個寄存器的內(nèi)容來寫入，可以通過增量/減量指令一步一步地修改它（參見指令部分了解更多詳細信息）。最后，在通電時加載其數(shù)據(jù)寄存器0（DR0）的內(nèi)容。

雨刮器控制寄存器是一個易失性寄存器，當CAT5221斷電時，其內(nèi)容會丟失。雖然寄存器在加電時自動加載DR0中的值，但這可能與斷電時的值不同。

數(shù)據(jù)寄存器（DR）

每個電位計有四個6位非易失性數(shù)據(jù)寄存器。這些可以由主機直接讀取或寫入。數(shù)據(jù)也可以在四個數(shù)據(jù)寄存器中的任何一個和相關的雨刮器控制寄存器之間傳輸。其中一個數(shù)據(jù)寄存器中的任何數(shù)據(jù)更改都是非易失性操作，最多需要5毫秒。

如果應用程序不需要存儲電位計的多個設置，則數(shù)據(jù)寄存器可用作系統(tǒng)參數(shù)或用戶偏好數(shù)據(jù)的標準存儲位置。

說明書

九條指令中有四條的長度是三個字節(jié)。這些說明是：

-讀取雨刮器控制寄存器–讀取WCR中所選電位計的當前雨刮器位置

-寫入雨刮器控制寄存器–更改所選電位計的WCR中的當前雨刮器位置

-讀取數(shù)據(jù)寄存器–讀取所選數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容

-寫入數(shù)據(jù)寄存器–將新值寫入所選數(shù)據(jù)寄存器

三字節(jié)指令的基本序列如圖8所示。這三個字節(jié)的指令在WCR和其中一個數(shù)據(jù)寄存器之間交換數(shù)據(jù)。WCR控制雨刮器的位置。雨刮器對此動作的響應將被tWRL延遲。從WCR（當前雨刮器位置）到數(shù)據(jù)寄存器的傳輸是對非易失性存儲器的寫入，最多需要tWR才能完成。轉移可以發(fā)生在四個電位計中的一個與其相關聯(lián)的寄存器之間；也可以發(fā)生在所有電位計和一個相關寄存器之間。

四條指令需要兩個字節(jié)的序列才能完成，如圖7所示。這些指令在主機/處理器和CAT5221之間傳輸數(shù)據(jù)；在主機和其中一個數(shù)據(jù)寄存器之間，或直接在主機和雨刮器控制寄存器之間傳輸數(shù)據(jù)。這些說明是：

-傳輸數(shù)據(jù)寄存器到雨刮器控制寄存器

這會將一個指定數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容傳輸?shù)较嚓P的雨刮器控制寄存器。

-雨刮器控制寄存器到數(shù)據(jù)寄存器

這會將指定雨刮器控制寄存器的內(nèi)容傳輸?shù)街付ǖ年P聯(lián)數(shù)據(jù)寄存器。

-全局傳輸數(shù)據(jù)寄存器到雨刮器控制寄存器

這會將所有指定數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容傳輸?shù)较嚓P的雨刮器控制寄存器。

-全局傳輸雨刮器計數(shù)器寄存器到數(shù)據(jù)寄存器

這會將所有雨刮器控制寄存器的內(nèi)容傳輸?shù)街付ǖ南嚓P數(shù)據(jù)寄存器。

增量/減量命令

最后一個命令是Increment/Decrement（圖5和圖9）。增量/減量命令與其他命令不同。一旦發(fā)出該命令，并且CAT5221發(fā)出應答，主機可以在一個分段步驟中對所選雨刮器進行上下時鐘；從而為主機提供微調功能。SDA高時，對于每個SCL時鐘脈沖（大腿），所選雨刮器將向右側端子移動一個電阻段。類似地，當SDA低時，對于每個SCL時鐘脈沖，所選雨刮器將向RL終端移動一個電阻段。

更多詳細信息，請參閱說明格式。

指令格式

讀取雨刮器控制寄存器（WCR）

寫入雨刮器控制寄存器（WCR）

讀取數(shù)據(jù)寄存器（DR）

寫入數(shù)據(jù)寄存器（DR）

全局傳輸數(shù)據(jù)寄存器（DR）到雨刮器控制寄存器（WCR）

將雨刮器控制寄存器（WCR）全局傳輸?shù)綌?shù)據(jù)寄存器（DR）

將雨刮器控制寄存器（WCR）傳輸?shù)綌?shù)據(jù)寄存器（DR）

將數(shù)據(jù)寄存器（DR）傳輸?shù)接旯纹骺刂萍拇嫫鳎╓CR）

增量（I）/遞減（D）雨刮器控制寄存器（WCR）

筆記：（1）、對非易失性數(shù)據(jù)寄存器的任何寫入或傳輸都會在發(fā)出停止后進行高壓循環(huán)。

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