mcp41010

MCP41010是Microchip公司生產的一種集成數字電位器。它在單一晶片上集成一個10 kΩ數字電位器，電位器的滑動端共有256個離散的調節節點，並有一個8 b的E2PROM數據暫存器，直接控制滑刷在電位器上滑動端的位置。用戶可以通過相應指令往數據暫存器寫8位字，調節精度可達256。MCP41010晶片具有工業標準的SPI同步串口，可以實現暫存器操作，從而改變滑刷的位置。

MCP41010概述

MCP41010採用8引腳雙列直插封裝，其引腳排列如圖1所示。其中PW0為電位器滑動端；PA0，PB0為電位器的兩個終端；SCK，SI為SPI匯流排的串列時鐘和串列數據線。MCP41010工作電壓為2．7～5．5 V。上電復位時，數據暫存器自動設定為80H，滑動端PW0指向PA0與PB0的中間。

MCP41010的內部結構

MCP41010的內部結構如圖2所示，從圖2中可以看出，此晶片內含有：SPI匯流排接口、一個POT(電位器)。POT內有一個8 b滑刷控制數據暫存器。

MCP41010的控制方式

MCP41010具有SPI匯流排接口，採用簡單的2 B指令結構。它的控制方式非常簡單，可以採用SPI匯流排通信，也可以採用軟體模擬SPI匯流排時序。

MCP41010的指令格式

MCP41010的指令非常簡單，由兩段組成每段均有一個位元組：第一段為命令位元組，第二段為數據。命令位元組中第2，3位和6，7位為無效位，不用對其操作；C1，C0為指令選擇位；P1，P0為電位器選擇位，由於MCP41010隻集成了一個電位器，所以P1，P0必須設為01。在MCP41010中，C1，C0為01時為寫數據指令；C1，C0為00或11時為空操作；C1，C0為10對應關閉模式用於MCP42XXX系列數字電位器。在MCP41010中寫命令位元組通常為0x11，數據欄位為8 b/s數據，可以置滑動端到256個端點中任何一個，因此精度非常高。

MCP41010的指令序列傳輸

先寫命令位元組再寫數據位元組。CS為數字電位器片選端，只有為低電平時，命令字和數據字才能進入16位移位暫存器。當出現上升沿時，移位暫存器的值進人數據暫存器，從而改變了電位器阻值。SCK為時鐘線，數據在SCK的上升沿進入SI數據線。器件會在上升沿時自動監測低電平時SCK的脈衝數，也就是上升沿的個數，只有時鐘數為16的倍數時，命令才能執行，否則命令失效。一個完整的MCP41010寫時序包括以下幾個部分：

(1)起始位。以CS為低電平，SCK出現上升沿為起始標誌。

(2)傳送MCP41010的命令欄位。

(3)傳送8 b的數據欄位。

(4)停止位。以SCK為低電平，CS出現上升沿為SPI匯流排傳輸結束標誌。

結語

使用數字電位器的主要優勢是定位精度高，不受機械振動影響，並可以通過程控來實現半自動化調節。使用數字電位器的缺點是不能連續調節，對於離散多檔位調節場合，使用是非常方便的。數字電位器MCP41010調節精度達到256檔，相比其他64檔數字電位器，精度有了大大提高。此外，它採用SPI匯流排接口，只需2 B指令讀寫時序，並且在寫完1 B指令後無需接收應答信號，給軟體模擬時序帶來極大方便，這是它的優勢所在。但是MCP41010在一片晶片上只集成了一個電位器，使用資源較少，因此可以使用同系列的產品MCP42XX系列(內部集成4個電位器)。在阻值需要連續調節的場合可以採用以下措施：

(1)多晶片級聯使用，以增加有效檔位；

(2)兩個數字電位器配合使用，一個作為粗調，一個作為細調，兩者搭配，可以得出許多種適合不同需要的組合。