要約：一部のアプリケーションでは、I²Cインタフェースを備えたディジタルポテンショメータを連続的に変動するアナログ信号で制御する必要があります。このアプリケーションノートでは、この要件を取り上げて、簡単な設計ソリューションを提供します。ここで示す方式は汎用性があり、多数のアプリケーションで利用することができます。 同様の記事が｢EDN｣誌の2008年3月20日号に掲載されました。 はじめに このアプリケーションノートでは、外部アナログ電圧を使用してディジタルポテンショメータの抵抗を変える簡単な方法について説明します。MicrochipのPIC12F683マイクロコントローラを使用して、アナログ電圧をI²Cストリームに変換し、これをディジタルポテンショメータの制御で使用しています。DS1803ディジタルポテンショメータを実例のデバイスとして使用しています。また、このアプリケーションで使用する外付け部品の数はできるだけ少なくしています。ここに示した考え方は、他の制御入力や別のディジタルポテンショメータ/抵抗にも適用することができます。 ハードウェアの構成 図1はPIC12F683を使用した制御回路の回路図です。マイクロコントローラの6つのGPIOのうち4つを使用して、SDA、SCL、および単一LEDの出力信号を制御し、1つのアナログ入力を受信しています。 SDA、SCL、および単一LEDの出力信号は、それぞれGP5、GP4、およびGP0に割り当てられています。SDAとSCLは、VDDへの4.7kΩプルアップ抵抗を備えており、DS1803のSDAピンとSCLピンにじかに接続されます。マイクロコントローラのGP1のIOはアナログ入力ピンに割り当てられています。ジャンパが設けられており、アドレスピンの選択、共用VCC (VDD)の分離、およびSDAとSCLの絶縁を行います。 図1. アナログ電圧によるディジタルポテンショメータの制御を示す回路図 プロジェクトのファームウェア このプロジェクトのファームウェアは、MPLAB IDE (バージョン7.40)を使用してアセンブリ言語で記述されています。このツールは現在、Microchipから無料で入手可能です。プログラム全体は、450バイト未満のプログラム空間(フラッシュ)と8バイトのデータ空間(RAM)で構成されています。 プログラムは最初に、ADCや内部発振器など、PICのさまざまな構成ビットを初期化します。プログラムは、ADCがGP1から入力を受け取るように構成し、さらに内部発振器を125kHzで使用するように変換クロックを設定します。 ファームウェアは、アナログ入力端でADCが連続的に電圧変換を行うというループで動作します。1つの変換が完了すると、10ビットADCの出力の8つのMSBがデータバイトとしてI²Cバスを経由して送信されます。このI²C信号は次に、DS1803の制御に使用されます。プログラムをセットアップして、DS1803の両方のポテンショメータを制御します。ただし、ファームウェアを変更することで、PIC12F683の2つの異なるアナログ入力を使用してポテンショメータを個別に制御することが可能になります。 ファームウェアはダウンロードしてご利用いただけます。 汎用性のある機能 プログラムを使用してPIC12F683のGP1入力の電圧を変えることで、ポテンショメータを制御することができます。GP1の入力が連続的に変わると、ポテンショメータの抵抗もそれに対応して変動します。出力抵抗(ROUT)は、入力電圧の関数として計算することができます。 設計で使用するDS1803の終端間の抵抗値：50kΩ VCCの許容範囲は、2.7V～5V 入力電圧：0V～VCCの範囲で変動 観測される出力抵抗は、次のようになります。 ROUT (kΩ) = (50 (kΩ)/VCC) x 入力電圧 ADCが動作している間、LEDは常に点滅しています。I²Cのエラーが発生した場合、LEDは点灯したままになります。エラーが修復されると、LEDは通常の機能を再開します。設計者は、デバイスのアドレスが正しいこと、またI²Cバスが接続されていることを確認することで、アプリケーションの故障診断を行うことができます。 この設計は極めて汎用的であり、類似の手法をさまざまなアプリケーションで使用することができます。いくつかの例を以下に示します。 非線形伝送機能(たとえば、ガンマ補正)は、内蔵のルックアップテーブルに正しい伝送機能を実装した状態で、DS3906の可変抵抗器を使用することで実現することができます。 サーミスタを入力端に接続することで、周囲温度に変化があったときに、I²C制御電流DACの出力を変えることができます(DS4402/DS4404)。 結論 このアプリケーションノートでは、アナログ電圧を使用することでディジタルポテンショメータを制御する、簡単でコスト効率に優れたメカニズムについて説明しています。アプリケーションのコンセプトを拡大すれば、アナログ電圧を使用してI²Cインタフェースの任意のデバイスを制御することもできます。 このアプリケーションノートに関するご質問/ご意見/ご提案は、 までお送りください(英語のみの対応となります)｡ 関連製品   APP 4051: Jul 21, 2008 DS1803 アドレス可能、デュアルディジタルポテンショメータ フルデータシート (PDF, 304kB) 無料 サンプル DS1805 アドレス指定可能なディジタルポテンショメータ フルデータシート (PDF, 260kB) 無料 サンプル DS1807 アドレス可能、デュアルオーディオテーパポテンショメータ フルデータシート (PDF, 472kB) 無料 サンプル DS1808 デュアルログ ディジタルポテンショメータ フルデータシート (PDF, 440kB) 無料 サンプル DS1844 クワッドディジタルポテンショメータ フルデータシート (PDF, 272kB) 無料 サンプル DS1845 デュアルNVポテンショメータおよびメモリ フルデータシート (PDF, 204kB) 無料 サンプル DS1846 NVトリプルポテンショメータ、メモリおよびMicroMonitor フルデータシート (PDF, 264kB) 無料 サンプル DS1847 デュアル温度制御NV可変抵抗 フルデータシート (PDF, 272kB) 無料 サンプル DS1848 デュアル温度制御NV可変抵抗およびメモリ フルデータシート (PDF, 264kB) 無料 サンプル DS1855 デュアル不揮発性ディジタルポテンショメータおよびセキュアメモリ フルデータシート (PDF, 280kB) 無料 サンプル DS1870 LDMOS RFパワーアンプバイアスコントローラ フルデータシート (PDF, 616kB) 無料 サンプル DS1881 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