解析DS1803可尋址雙數(shù)字電位器：特性、操作與應(yīng)用

引言

在電子設(shè)計領(lǐng)域，數(shù)字電位器是一種常見且實用的元件，它能為電路提供靈活的電阻調(diào)節(jié)功能。DALLAS SEMICONDUCTOR（現(xiàn)屬MAXIM）推出的DS1803可尋址雙數(shù)字電位器，憑借其獨特的特性和廣泛的應(yīng)用場景，受到了眾多電子工程師的青睞。今天，我們就來深入了解一下這款電位器。

文件下載：DS1803.pdf

一、DS1803的特性

1. 電源與功耗

DS1803支持3V或5V電源供電，并且具有超低功耗的特點，這使得它在對功耗要求較高的應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

2. 電位器結(jié)構(gòu)

它包含兩個獨立控制的256位置電位器，能夠滿足復(fù)雜電路中對多個電位器的需求。

3. 封裝形式

提供14引腳TSSOP（173 mil）和16引腳SO（150 mil）封裝，適用于表面貼裝應(yīng)用，方便不同的設(shè)計需求。

4. 尋址功能

通過3個地址輸入引腳，最多可允許8個DS1803共享同一2線串行接口，大大提高了系統(tǒng)的集成度。

5. 接口類型

采用2線串行接口進行通信和控制，簡化了電路設(shè)計。

6. 溫度范圍

工作溫度范圍為 -40°C 至 +85°C，適用于工業(yè)環(huán)境。

7. 電阻值

有10kΩ、50kΩ和100kΩ三種標準電阻值可供選擇。

二、引腳分配與描述

1. 14引腳TSSOP封裝

2. 16引腳SO封裝

引腳功能與14引腳TSSOP封裝類似，但引腳編號有所不同。

三、設(shè)備操作

1. 電位器結(jié)構(gòu)

每個電位器由256位置的電阻陣列組成，通過兩個8位寄存器來設(shè)置電阻陣列上的抽頭位置。例如，高端端子H0和H1的抽頭位置值為FFh，低端端子L0和L1的抽頭位置值為00h。

2. 電源特性

DS1803是一個易失性設(shè)備，在掉電或斷電時，抽頭位置不會保持。上電時，抽頭位置會被設(shè)置為00h（低端端子），用戶可以根據(jù)需要設(shè)置抽頭值。

3. 通信方式

通過2線串行接口（SDA和SCL）進行通信。通信細節(jié)在“2線串行數(shù)據(jù)總線”部分有詳細介紹。

四、2線串行數(shù)據(jù)總線

1. 總線協(xié)議

DS1803支持雙向2線總線和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議?？偩€由主設(shè)備控制，主設(shè)備生成串行時鐘（SCL），控制總線訪問，并生成起始和停止條件。DS1803作為從設(shè)備在總線上工作。

2. 總線條件

• 總線空閑：數(shù)據(jù)和時鐘線都保持高電平。
• 開始數(shù)據(jù)傳輸：時鐘線為高電平時，數(shù)據(jù)線從高電平變?yōu)榈碗娖剑x為起始條件。
• 停止數(shù)據(jù)傳輸：時鐘線為高電平時，數(shù)據(jù)線從低電平變?yōu)楦唠娖?，定義為停止條件。
• 數(shù)據(jù)有效：在起始條件之后，數(shù)據(jù)線在時鐘信號的高電平期間保持穩(wěn)定，表示有效數(shù)據(jù)。

3. 數(shù)據(jù)傳輸類型

• 主設(shè)備到從設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸：主設(shè)備發(fā)送的第一個字節(jié)是控制字節(jié)（從設(shè)備地址），隨后是多個數(shù)據(jù)字節(jié)。從設(shè)備在接收到每個字節(jié)后返回一個確認位。
• 從設(shè)備到主設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸：主設(shè)備發(fā)送第一個字節(jié)（從設(shè)備地址），從設(shè)備返回一個確認位。然后從設(shè)備向主設(shè)備發(fā)送多個數(shù)據(jù)字節(jié)，主設(shè)備在接收到除最后一個字節(jié)外的所有字節(jié)后返回一個確認位。

五、命令與協(xié)議

1. 讀取操作

DS1803提供一個讀取命令操作，允許用戶讀取兩個電位器的抽頭位置。讀取操作開始于主設(shè)備發(fā)出的起始條件，隨后主設(shè)備發(fā)送控制字節(jié)，DS1803接收到控制字節(jié)后返回確認信號。主設(shè)備接收到確認信號后，開始接收電位器抽頭數(shù)據(jù)。

2. 寫入操作

DS1803有三個寫入命令：寫入電位器0、寫入電位器1和寫入電位器0/1。寫入操作開始于主設(shè)備發(fā)出的起始條件，隨后主設(shè)備發(fā)送控制字節(jié)，控制字節(jié)的讀寫位設(shè)置為‘0’。主設(shè)備接收到DS1803的確認信號后，發(fā)送命令字節(jié)。

六、電氣特性

1. 絕對最大額定值

• 任何引腳相對于地的電壓： -1.0V 至 +7.0V
• 工作溫度： -40°C 至 +85°C
• 存儲溫度： -55°C 至 +125°C
• 焊接溫度：260°C 持續(xù)10秒

2. 推薦工作條件

• 電源電壓： +2.7V 至 5.5V
• 電阻輸入：GND - 0.5V 至 Vcc + 0.5V

3. 直流電氣條件

包括電源電流、輸入泄漏電流、抽頭電阻、抽頭電流、輸入邏輯電平、待機電流等參數(shù)。

4. 模擬電阻特性

如端到端電阻公差、絕對線性度、相對線性度、 -3dB截止頻率、溫度系數(shù)和電容等。

5. 交流電氣特性

包括SCL時鐘頻率、總線空閑時間、保持時間、低電平周期、高電平周期、數(shù)據(jù)保持時間、數(shù)據(jù)建立時間、上升時間、下降時間、停止條件建立時間和電容負載等。

七、訂購信息

DS1803提供多種封裝形式和電阻值選擇，適用于不同的應(yīng)用場景。用戶可以根據(jù)自己的需求選擇合適的型號。

總結(jié)

DS1803可尋址雙數(shù)字電位器以其豐富的特性、靈活的操作方式和良好的電氣性能，為電子工程師在電路設(shè)計中提供了一個可靠的選擇。在實際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的設(shè)計要求，合理選擇電位器的電阻值、封裝形式，并正確使用2線串行接口進行通信和控制。你在使用DS1803的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。