特征

兩個(gè)線性錐形數(shù)字可編程電位器

每個(gè)電位計(jì)64個(gè)電阻分接頭

端到端電阻2.5 kΩ、10 kΩ、50 kΩ或100 kΩ

通過(guò)I2C接口進(jìn)行電位計(jì)控制和存儲(chǔ)器訪問(wèn)

低雨刮器電阻，通常為80Ω„非易失性存儲(chǔ)器，每個(gè)電位計(jì)最多可設(shè)置四個(gè)雨刮器

通電時(shí)自動(dòng)調(diào)用已保存的雨刮器設(shè)置

2.5至6.0伏操作

待機(jī)電流小于1μA

1000000個(gè)非易失性寫(xiě)入周期

100年非易失性存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)保留

20鉛SOIC和TSSOP封裝

工業(yè)溫度范圍

說(shuō)明

CAT5221是兩個(gè)數(shù)字可編程的電位計(jì)（DPP™) 集成控制邏輯和16字節(jié)的NVRAM內(nèi)存。每個(gè)DPP由一系列63個(gè)電阻元件組成，這些元件連接在兩個(gè)外部可訪問(wèn)的端點(diǎn)之間。每個(gè)電阻元件之間的分接點(diǎn)通過(guò)CMOS開(kāi)關(guān)連接到雨刮器輸出。單獨(dú)的6位控制寄存器（WCR）獨(dú)立控制每個(gè)DPP的雨刮器分接開(kāi)關(guān)。與每個(gè)雨刮器控制寄存器相關(guān)聯(lián)的是四個(gè)6位非易失性存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（DR），用于存儲(chǔ)多達(dá)四個(gè)雨刮器設(shè)置。通過(guò)I2C串行總線寫(xiě)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(shí)，四個(gè)電位計(jì)的第一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器（DR0）的內(nèi)容將自動(dòng)加載到其各自的雨刮器控制寄存器（WCR）中。

CAT5221可用作電位計(jì)或雙端可變電阻器。它適用于各種應(yīng)用中的電路級(jí)或系統(tǒng)級(jí)調(diào)整。

引腳配置

功能圖

設(shè)備操作

CAT5221是兩個(gè)集成了I2C串行接口邏輯的電阻陣列、兩個(gè)6位雨刮器控制寄存器和八個(gè)6位非易失性存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器。每個(gè)電阻陣列包含63個(gè)串聯(lián)的獨(dú)立電阻元件。每個(gè)陣列的物理端相當(dāng)于機(jī)械電位器（RH和RL）的固定端子。RH和RL對(duì)稱，可以互換。串聯(lián)電阻器兩端的抽頭位置通過(guò)CMOS晶體管開(kāi)關(guān)連接到輸出雨刮器端子（RW）。每個(gè)電位計(jì)一次只有一個(gè)分接點(diǎn)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(guò)I2C總線讀寫(xiě)到雨刮器控制寄存器或非易失性存儲(chǔ)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(jì)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(shè)備以“增量/減量”模式運(yùn)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(shí)啟動(dòng)。

（2）、在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，只要時(shí)鐘線很高，數(shù)據(jù)線就必須保持穩(wěn)定。時(shí)鐘處于高位時(shí)，數(shù)據(jù)線中的任何變化都將被解釋為啟動(dòng)或停止?fàn)顟B(tài)。

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

啟動(dòng)條件

啟動(dòng)條件先于發(fā)送到設(shè)備的所有命令，并定義為當(dāng)SCL高時(shí)SDA的高到低轉(zhuǎn)換。CAT5221監(jiān)視SDA和SCL線路，在滿足此條件之前不會(huì)響應(yīng)。

停止條件

當(dāng)SCL高時(shí)，SDA的低到高轉(zhuǎn)換決定了停止條件。所有操作必須以停止條件結(jié)束。

設(shè)備尋址

總線主機(jī)通過(guò)發(fā)送啟動(dòng)條件開(kāi)始傳輸。主機(jī)然后發(fā)送它請(qǐng)求的特定從設(shè)備的地址。對(duì)于CAT5221，8位從機(jī)地址的四個(gè)最高有效位被固定為0101（參見(jiàn)圖5）。接下來(lái)的四個(gè)有效位（A3、A2、A1、A0）是設(shè)備地址位，并定義主機(jī)正在訪問(wèn)哪個(gè)設(shè)備。系統(tǒng)可單獨(dú)尋址多達(dá)16個(gè)設(shè)備。通常，+5V和接地硬連接到這些引腳，以建立設(shè)備的地址。

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

承認(rèn)

數(shù)據(jù)傳輸成功后，每個(gè)接收設(shè)備都需要生成一個(gè)應(yīng)答。確認(rèn)設(shè)備在第九個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)拉下SDA線路，發(fā)出信號(hào)，表示它接收到8位數(shù)據(jù)。

CAT5221在接收到啟動(dòng)條件及其從機(jī)地址后，用確認(rèn)進(jìn)行響應(yīng)。如果該設(shè)備是在寫(xiě)入操作的同時(shí)被選擇的，則在接收到每個(gè)8位字節(jié)后，它都會(huì)以應(yīng)答進(jìn)行響應(yīng)。

當(dāng)CAT5221處于讀取模式時(shí)，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(rèn)。一旦收到該確認(rèn)，CAT5221將繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。如果主機(jī)沒(méi)有發(fā)送應(yīng)答，則設(shè)備終止數(shù)據(jù)傳輸并等待停止條件。

寫(xiě)入操作

在寫(xiě)入模式下，主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送啟動(dòng)條件和從設(shè)備地址信息。從機(jī)生成應(yīng)答后，主設(shè)備發(fā)送指令字節(jié)，定義CAT5221的請(qǐng)求操作。指令字節(jié)由四位操作碼組成，后跟兩個(gè)寄存器選擇位和兩個(gè)pot選擇位。在從機(jī)接收到另一個(gè)應(yīng)答后，主設(shè)備發(fā)送要寫(xiě)入所選寄存器的數(shù)據(jù)。CAT5221再次確認(rèn)并且主機(jī)生成停止條件，此時(shí)如果選擇了非易失性數(shù)據(jù)寄存器，則設(shè)備開(kāi)始對(duì)非易失性存儲(chǔ)器進(jìn)行內(nèi)部編程循環(huán)。當(dāng)這個(gè)內(nèi)部循環(huán)正在進(jìn)行時(shí)，設(shè)備將不會(huì)響應(yīng)來(lái)自主設(shè)備的任何請(qǐng)求。

確認(rèn)輪詢

禁用輸入可用于利用典型的寫(xiě)入周期時(shí)間。一旦發(fā)出停止條件以指示主機(jī)寫(xiě)入操作的結(jié)束，CAT5221將啟動(dòng)內(nèi)部寫(xiě)入周期。ACK輪詢可以立即啟動(dòng)。這涉及到在從機(jī)地址后面發(fā)出啟動(dòng)條件。如果CAT5221仍忙于寫(xiě)入操作，則不會(huì)返回ACK。如果CAT5221已完成寫(xiě)入操作，則會(huì)返回一個(gè)ACK，然后主機(jī)可以繼續(xù)下一個(gè)指令操作。

*A0、A1、A2和A3對(duì)應(yīng)于裝置的引腳A0、A1、A2和A3。

*A0、A1、A2和A3必須與其相應(yīng)的硬接線輸入引腳進(jìn)行比較。

說(shuō)明書(shū)和寄存器說(shuō)明

說(shuō)明書(shū)

從地址字節(jié)

從主/處理器發(fā)送到CAT5221的第一個(gè)字節(jié)稱為從/DPP地址字節(jié)。從機(jī)地址的最有效的四位是設(shè)備類型標(biāo)識(shí)符。CAT5221的這些位固定在0101[B]（參考表1）。

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

指令字節(jié)

發(fā)送到CAT5221的下一個(gè)字節(jié)包含指令和寄存器指針信息。使用的四個(gè)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(gè)有效位R1和R0指向每個(gè)相關(guān)電位計(jì)的四個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中的一個(gè)。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(gè)雨刮器控制電位計(jì)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(gè)開(kāi)關(guān)中的一個(gè)。WCR的內(nèi)容可以通過(guò)四種方式進(jìn)行更改：主機(jī)可以通過(guò)寫(xiě)雨刮器控制寄存器指令寫(xiě)入；可以通過(guò)XFR數(shù)據(jù)寄存器指令傳輸四個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)寄存器中的一個(gè)寄存器的內(nèi)容來(lái)寫(xiě)入，可以通過(guò)增量/減量指令一步一步地修改它（參見(jiàn)指令部分了解更多詳細(xì)信息）。最后，在通電時(shí)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(gè)易失性寄存器，當(dāng)CAT5221斷電時(shí)，其內(nèi)容會(huì)丟失。雖然寄存器在加電時(shí)自動(dòng)加載DR0中的值，但這可能與斷電時(shí)的值不同。

數(shù)據(jù)寄存器（DR）

每個(gè)電位計(jì)有四個(gè)6位非易失性數(shù)據(jù)寄存器。這些可以由主機(jī)直接讀取或?qū)懭?。?shù)據(jù)也可以在四個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中的任何一個(gè)和相關(guān)的雨刮器控制寄存器之間傳輸。其中一個(gè)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(yīng)用程序不需要存儲(chǔ)電位計(jì)的多個(gè)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)位置。

說(shuō)明書(shū)

九條指令中有四條的長(zhǎng)度是三個(gè)字節(jié)。這些說(shuō)明是：

-讀取雨刮器控制寄存器–讀取WCR中所選電位計(jì)的當(dāng)前雨刮器位置

-寫(xiě)入雨刮器控制寄存器–更改所選電位計(jì)的WCR中的當(dāng)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(xiě)入數(shù)據(jù)寄存器–將新值寫(xiě)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(gè)字節(jié)的指令在WCR和其中一個(gè)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(duì)此動(dòng)作的響應(yīng)將被tWRL延遲。從WCR（當(dāng)前雨刮器位置）到數(shù)據(jù)寄存器的傳輸是對(duì)非易失性存儲(chǔ)器的寫(xiě)入，最多需要tWR才能完成。轉(zhuǎn)移可以發(fā)生在四個(gè)電位計(jì)中的一個(gè)與其相關(guān)聯(lián)的寄存器之間；也可以發(fā)生在所有電位計(jì)和一個(gè)相關(guān)寄存器之間。

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

-傳輸數(shù)據(jù)寄存器到雨刮器控制寄存器

這會(huì)將一個(gè)指定數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容傳輸?shù)较嚓P(guān)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(huì)將指定雨刮器控制寄存器的內(nèi)容傳輸?shù)街付ǖ年P(guān)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(huì)將所有指定數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容傳輸?shù)较嚓P(guān)的雨刮器控制寄存器。

-全局傳輸雨刮器計(jì)數(shù)器寄存器到數(shù)據(jù)寄存器

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

增量/減量命令

最后一個(gè)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(yīng)答，主機(jī)可以在一個(gè)分段步驟中對(duì)所選雨刮器進(jìn)行上下時(shí)鐘；從而為主機(jī)提供微調(diào)功能。SDA高時(shí)，對(duì)于每個(gè)SCL時(shí)鐘脈沖（大腿），所選雨刮器將向右側(cè)端子移動(dòng)一個(gè)電阻段。類似地，當(dāng)SDA低時(shí)，對(duì)于每個(gè)SCL時(shí)鐘脈沖，所選雨刮器將向RL終端移動(dòng)一個(gè)電阻段。

更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱說(shuō)明格式。

指令格式

讀取雨刮器控制寄存器（WCR）

寫(xiě)入雨刮器控制寄存器（WCR）

讀取數(shù)據(jù)寄存器（DR）

寫(xiě)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(duì)非易失性數(shù)據(jù)寄存器的任何寫(xiě)入或傳輸都會(huì)在發(fā)出停止后進(jìn)行高壓循環(huán)。

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