IIC通信驱动MCP4017可编程电阻编程(3)

可编程电阻，也被称为数字电位器或电子电位器，是一种可以通过数字信号控制其电阻值的电子设备。这些设备通常包含一个电阻阵列和一个电子开关网络，使得电阻值可以通过编程方式在多个预设值之间进行切换。本文将由浅入深的讲解MCP4017可编程电阻的使用驱动

牛马大师兄

2469人浏览 · 2024-02-23 15:59:56

牛马大师兄 · 2024-02-23 15:59:56 发布

接着前两篇博客文章对IIC通信协议进行了由浅入深的讲解，本篇博客文章将以IIC为基础，对可编程电阻进行驱动。如对IIC有疑问，可参考前两篇博客的内容，本文重点为MCP4017讲解。

IIC通信驱动硬件编程 (1)-CSDN博客

IIC通信驱动EEPROM，AT24C02硬件存储器编程（2）-CSDN博客

1、什么是可编程电阻

可编程电阻，也被称为数字电位器或电子电位器，是一种可以通过数字信号控制其电阻值的电子设备。这些设备通常包含一个电阻阵列和一个电子开关网络，使得电阻值可以通过编程方式在多个预设值之间进行切换。

可编程电阻在许多应用中都有用，以下是一些主要的应用领域：

①、音频控制：可编程电阻可以用于音量控制，平衡器，均衡器和其他音频处理设备中。通过改变电阻值，可以控制音频信号的增益，从而实现音量的调整或音频特性的改变。

②、电源管理：在电源管理系统中，可编程电阻可用于动态调整电源分配，以满足系统的实时需求。例如，在电池供电的设备中，通过调整电阻值，可以优化电池的使用寿命。

③、传感器校准：某些传感器可能需要通过调整电阻值来进行校准。使用可编程电阻，可以方便地调整传感器的输出，以使其更准确地反映实际情况。

④、电机控制：在电机控制系统中，可编程电阻可以用于调整电机的运行速度或调整电机的电流。这对于需要精确控制电机运行的应用来说非常有用。

⑤、测试与测量：在电子测试设备中，可编程电阻可以作为模拟负载，用于测试电源，放大器和其他电子设备的性能。

⑥、自动控制系统：在自动控制系统中，可编程电阻可以用于调整系统的反馈回路，以优化系统的性能。

2、MCP4017官方手册阅读

由手册可知，MCP4017是一款可编程的电阻，其内置了7位寄存器，共计127个档位的分辨率。

MCP4017可编程电阻的数据存储类型为RAM，即电阻值数据掉电丢失，其工作电压为1.8V~5.5v。且MCP4017系列提供了5kΩ，10kΩ、50kΩ、100kΩ这4种产品型号供用户选择。

本文案例中使用了MCP4017-104E，它的阻值最大是100kΩ。

MCP4017引脚功能描述说明图

MCP4017芯片内部结构的抽象框图

简单来说就是，通过IIC总线传输了对应的阻值模式命令后，电阻滑子W内部将会向上或向下变动，此时实际输出的电阻值为RAW或RBW。

编程改变的是电阻滑子W在A、B端子间的位置，以此达到可编程电阻的目的。

可编程电阻的电阻内部原理示意图

由开发板的原理图可知，使用的MCP4017，引脚B已经进行了接地操作，而引脚A在芯片内部上拉并且未引出，因此可编程电阻的阻值为BW间的阻值即RBW。

又因W引脚上接了一个10k的恒定电阻R17，如果PB17引脚配置为ADC读取电压值的话，那么PB14引脚可读到的电压值为 V0 = Rbw / (R17+Rbw) * VCC

MCP4017的IIC通信从机设备地址为 010 1111 ---> 0x2F

根据IIC通信协议标准可知：

MCP4017的写数据设备地址为：0101 1110 ---> 5E

MCP4017的读数据设备地址为：0101 1111 ---> 5F

MCP4017内部有127个档位，当写入某个电阻值时，其对应的开关便会接通，其它的开关保持断开状态，因此，写入的值越大，MCP4017的电阻值也越大。

可编程电阻的参数设置值范围为：0x00 ~ 0x7F也就是 0 ~ 127

MCP4017-104E的最大阻值为100kΩ。

3、MCP4017编程思路

由手册可知，除了设备的地址数据外，MCP4017的数据位最多只有7位，最高位无论发送什么，都会被舍弃掉。

因官方参考手册是MCP4017/18/19三种型号产品写在一起的，所以本文的MCP4017编程思路同样适用于MCP4018、MCP4019等可编程电阻。

①、MCP4017写电阻数据编程思路

①、发送IIC启动信号

②、发送写MCP4017的地址

③、接收MCP4017的有效应答信号（0）

④、发送写入的1个字节数据（0~127）

⑤、接收MCP4017的有效应答信号（0）

⑥、发送IIC停止信号

②、MCP4017读电阻数据编程思路

①、发送IIC启动信号

②、发送读MCP4017的地址

③、接收MCP4017的有效应答信号（0）

④、接收MCP4017的阻值数据

⑤、发送无效应答信号（1）

⑥、发送IIC停止信号

4、MCP4017驱动编程源码

因官方参考手册是MCP4017/18/19三种型号产品写在一起的，所以本文的MCP4017驱动编程源码同样适用于MCP4018、MCP4019等可编程电阻驱动。

IIC驱动程序的编写有疑问的话，可参考前几天写的这两篇博客文章：

IIC通信驱动硬件编程 (1)-CSDN博客

IIC通信驱动EEPROM，AT24C02硬件存储器编程（2）-CSDN博客

①、MCP4017.h

#ifndef __MCP4017_H
#define __MCP4017_H

#define MCP4017_READ_ADDR    0x
#define MCP4017_WRITE_ADDR   0x

void MCP4017_Init(void);
int MCP4017_Read_Res_Val(unsigned char *val);
int MCP4017_Write_Res_Val(unsigned char val);

#endif

②、MCP4017.c

#include "MCP4017.h"

/**
  * @brief MCP4017初始化
  * @param None
  * @retval None
  */
void MCP4017_Init(void)
{
    IIC_Init();
}

/**
  * @brief MCP4017读取电阻阻值
  * @param val：读取到的阻值数据
  * @retval 成功返回0，失败返回-1
  */
int MCP4017_Read_Res_Val(unsigned char *val)
{
    int ret = 0;
    IIC_Start();
    IIC_Write_Byte(MCP4017_READ_ADDR);
    ret = IIC_Wait_Ack();
    if(ret != 0)
    {
        IIC_Stop();
        return -1;
    }
    *val = IIC_Read_Byte();
    IIC_Write_Ack(1);
    IIC_Stop();
    

    return 0;
}

/**
  * @brief MCP4017写电阻阻值
  * @param val：设定的电阻值
  * @retval 成功返回0，失败返回-1
  */
int MCP4017_Write_Res_Val(unsigned char val)
{
    int ret = 0;
    IIC_Start();
    IIC_Write_Byte(MCP4017_WRITE_ADDR);
    ret = IIC_Wait_Ack();
    if(ret != 0)
    {
        IIC_Stop();
        return -1;
    }
    IIC_Write_Byte(val);
    ret = IIC_Wait_Ack();
    if(ret != 0)
    {
        IIC_Stop();
        return -1;
    }
    IIC_Stop();
    
    return 0;
}