解析DS1803可寻址双数字电位器：特性、操作与应用

引言

在电子设计领域，数字电位器是一种常见且实用的元件，它能为电路提供灵活的电阻调节功能。DALLAS SEMICONDUCTOR（现属MAXIM）推出的DS1803可寻址双数字电位器，凭借其独特的特性和广泛的应用场景，受到了众多电子工程师的青睐。今天，我们就来深入了解一下这款电位器。

文件下载：DS1803.pdf

一、DS1803的特性

1. 电源与功耗

DS1803支持3V或5V电源供电，并且具有超低功耗的特点，这使得它在对功耗要求较高的应用中表现出色。

2. 电位器结构

它包含两个独立控制的256位置电位器，能够满足复杂电路中对多个电位器的需求。

3. 封装形式

提供14引脚TSSOP（173 mil）和16引脚SO（150 mil）封装，适用于表面贴装应用，方便不同的设计需求。

4. 寻址功能

通过3个地址输入引脚，最多可允许8个DS1803共享同一2线串行接口，大大提高了系统的集成度。

5. 接口类型

采用2线串行接口进行通信和控制，简化了电路设计。

6. 温度范围

工作温度范围为 -40°C 至 +85°C，适用于工业环境。

7. 电阻值

有10kΩ、50kΩ和100kΩ三种标准电阻值可供选择。

二、引脚分配与描述

1. 14引脚TSSOP封装

引脚名称	引脚编号	功能描述
H1	1	电阻高端
L1	2	电阻低端
W1	3	电阻抽头端
A2	4	芯片选择输入
A1	5	芯片选择输入
A0	6	芯片选择输入
SDA	9	串行数据输入/输出
SCL	8	串行时钟输入
GND	7	接地
VCC	14	3V/5V电源输入
NC	13	无连接
H0	12	电阻高端
L0	11	电阻低端
W0	10	电阻抽头端

2. 16引脚SO封装

引脚功能与14引脚TSSOP封装类似，但引脚编号有所不同。

三、设备操作

1. 电位器结构

每个电位器由256位置的电阻阵列组成，通过两个8位寄存器来设置电阻阵列上的抽头位置。例如，高端端子H0和H1的抽头位置值为FFh，低端端子L0和L1的抽头位置值为00h。

2. 电源特性

DS1803是一个易失性设备，在掉电或断电时，抽头位置不会保持。上电时，抽头位置会被设置为00h（低端端子），用户可以根据需要设置抽头值。

3. 通信方式

通过2线串行接口（SDA和SCL）进行通信。通信细节在“2线串行数据总线”部分有详细介绍。

四、2线串行数据总线

1. 总线协议

DS1803支持双向2线总线和数据传输协议。总线由主设备控制，主设备生成串行时钟（SCL），控制总线访问，并生成起始和停止条件。DS1803作为从设备在总线上工作。

2. 总线条件

• 总线空闲：数据和时钟线都保持高电平。
• 开始数据传输：时钟线为高电平时，数据线从高电平变为低电平，定义为起始条件。
• 停止数据传输：时钟线为高电平时，数据线从低电平变为高电平，定义为停止条件。
• 数据有效：在起始条件之后，数据线在时钟信号的高电平期间保持稳定，表示有效数据。

3. 数据传输类型

• 主设备到从设备的数据传输：主设备发送的第一个字节是控制字节（从设备地址），随后是多个数据字节。从设备在接收到每个字节后返回一个确认位。
• 从设备到主设备的数据传输：主设备发送第一个字节（从设备地址），从设备返回一个确认位。然后从设备向主设备发送多个数据字节，主设备在接收到除最后一个字节外的所有字节后返回一个确认位。

五、命令与协议

1. 读取操作

DS1803提供一个读取命令操作，允许用户读取两个电位器的抽头位置。读取操作开始于主设备发出的起始条件，随后主设备发送控制字节，DS1803接收到控制字节后返回确认信号。主设备接收到确认信号后，开始接收电位器抽头数据。

2. 写入操作

DS1803有三个写入命令：写入电位器0、写入电位器1和写入电位器0/1。写入操作开始于主设备发出的起始条件，随后主设备发送控制字节，控制字节的读写位设置为‘0’。主设备接收到DS1803的确认信号后，发送命令字节。

六、电气特性

1. 绝对最大额定值

• 任何引脚相对于地的电压： -1.0V 至 +7.0V
• 工作温度： -40°C 至 +85°C
• 存储温度： -55°C 至 +125°C
• 焊接温度：260°C 持续10秒

2. 推荐工作条件

• 电源电压： +2.7V 至 5.5V
• 电阻输入：GND - 0.5V 至 Vcc + 0.5V

3. 直流电气条件

包括电源电流、输入泄漏电流、抽头电阻、抽头电流、输入逻辑电平、待机电流等参数。

4. 模拟电阻特性

如端到端电阻公差、绝对线性度、相对线性度、 -3dB截止频率、温度系数和电容等。

5. 交流电气特性

包括SCL时钟频率、总线空闲时间、保持时间、低电平周期、高电平周期、数据保持时间、数据建立时间、上升时间、下降时间、停止条件建立时间和电容负载等。

七、订购信息

DS1803提供多种封装形式和电阻值选择，适用于不同的应用场景。用户可以根据自己的需求选择合适的型号。

总结

DS1803可寻址双数字电位器以其丰富的特性、灵活的操作方式和良好的电气性能，为电子工程师在电路设计中提供了一个可靠的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的设计要求，合理选择电位器的电阻值、封装形式，并正确使用2线串行接口进行通信和控制。你在使用DS1803的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。