Part1_MCP4017T-502E/LT型数字变阻器使用方法

MCP4017T-502E/LT是Microchip（微芯）公司的一款SC70封装且具备7位单I2C™数字端口与易失性存储器数字电位器，通过数字接口来控制电位器的阻值大小，可用于需要精确调整电压分压比、信号增益控制等应用场景。相比传统的机械电位器，MCP4017T-502E/LT具有更高的可靠性和稳定性。机械电位器可能会因为磨损、氧化等问题影响性能，而MCP4017T-502E/LT能够避免这些问题。

特性简介

·可配置为电位计或变阻器

·7位的电阻网络分辨率，支持128种电阻值

·从零比例到全比例的变阻操作

·RAB阻值典型值：5kΩ、10kΩ、50kΩ、100kΩ。

·低的游标电阻：100Ω（典型值）

·低的温漂：变阻器绝对值50ppm（典型值，0℃~70℃），电位计比值10ppm

·带有读和写命令的简单I2C协议

·欠压复位保护（典型电压1.5V）

·上电后游标默认位置（中间位置）

·低的功耗：典型静态电流2.5uA

·宽压输入：2.7~5.5V（特定信号指标工作电压）、1.8~5.5V（设备工作电压）

·宽带宽（-3 dB）操作：2MHz（典型），适用于5.0 kΩ的器件

·宽温度范围：-40℃~125℃

·超小封装：SC70

·无铅封装

器件特性

器件型号MCP4017T-502E/LT

最大阻值5KΩ

封装SC-70-6

丝印代码AANN

器件功能框图

框图内参数介绍：

VDD：电压输入（1.8~5.5V），和VSS构成内部上电、下电控制逻辑。

VSS：接地（0V）。

SCL：I2C时钟信号引脚，和SDA构成I2C串行接口模组、控制逻辑、存储。

SDA：I2C数据信号引脚。

A：变阻器的A脚（在MCP4017中是内部接地的，外部无此引脚），和W、B构成数字电阻分配网络。

W：变阻器的游标引脚。

B：变阻器的B引脚。

注释：

（1）某些配置中，需要把B脚内部接地。

（2）某些配置中，A、B脚是外部悬空的（内部悬空或内部接地）

相似器件对比

器件型号：MCP4017、MCP4018、MCP4019等

控制接口：I2C、U/D、SPI

阻值种类数：64、128、129、257

游标配置：电阻器、电位计

存储类型：RAM、EE

典型阻值：2.1K、5K、10K等

VDD工作电压范围：1.8V~5.5V、2.7V~5.5V

HV接口：YES、NO

游标锁定：YES、NO

封装：SC70-6、SOT-23-6等

注释：

（1）上表被粗线和颜色分为3个部分。未被阴影填充的器件是本规格书中描述的器件，被阴影填充的器件仅用于拿来对比电阻网络参数。

（2）模拟特性仅在2.7~5.5V电压下测得。

1.0 电气特性

1.0.1 最大额定值

VDD相对于VSS的电压：-0.6V~﹢7V

SCL、SDA相对VSS的电压：-0.6V~﹢12.5V

其他引脚（A、W、B）相对VSS的电压：-0.3V~VDD﹢0.3V

输入钳位电流（IIK，HV引脚的VI＜0、VI＞VDD、VI＞VPP）：±20mA

输出钳位电流（IOK，VO＜0或VO大于VDD）：±20mA

由任何输出引脚提供的最大（被）灌电流/输入电流：25mA

由任何输出引脚提供的最大拉电流/输出电流：25mA

VSS引脚输出的最大电流：100mA

VDD引脚输入的最大电流：100mA

A、W、B引脚输入的最大电流：±2.5A

封装功耗（环境温度TA=﹢50℃，结温TJ=﹢150℃）：SC70-5_302mW，SC70-6_实测为准

存储温度：-65℃~﹢150℃

工作时的环境温度：-40℃~﹢125℃

所有引脚的防静电能力：≥4KV（人体模型），≥400V（机器模型）

最大结温（TJ）：﹢150℃

注意：超过“最大额定值”下的应力可能会对设备造成永久性损坏。这仅是一个应力等级，不建议使器件在最大额定值条件下工作，较长时间暴露在最大额定值条件下可能会影响设备的可靠性。

1.0.2 交直流特性

供电电压（VDD）：2.7~5.5V（模拟量工况）、1.8V~5.5V（数字量工况）。

确保游标复位时的VDD启动电压（VBOR）:1.65V（工况：RAM保持电压（VRAM）< VBOR）。

确保上电复位时的VDD上升率（VDDRR）：不要求。

器件退出复位后的延迟时间（TBORD）：典型值10uS，最大值20uS。

供电电流（IDD）：

①典型值45uA/最大值80uA（串行接口生效，电阻最小，VDD=5.5V，FSCL=400kHz）。

②典型值2.5uA/最大值5uA（串行接口不生效，停止状态，电阻最大，SCL=SDA=VIH，VDD=5.5V）。

阻值（RAB）：-502型器件，标准阻值5K，误差20%，阻值范围4~6K。

分辨率（N）：128。

步进阻值（RS）：RAB/127。

游标阻值（RW）：

①标准值100Ω，最大值170Ω（工况：VDD=5.5V，IW=2mA，code=00h）。

②标准值155Ω，最大值325Ω（工况：VDD=2.7V，IW=2mA，code=00h）。

标称温漂，与工作环境温度范围相关。

游标居中时的温漂

A、B、W输入电压范围：VSS~VDD。

流经A、B、W的最大电流，与游标所在的位置相关。

LSb最低有效位，Least Significant Bit，可以用来指示数字很小的变化。

VWFSE全比例误差（仅限MCP4018型分压器，代码=7Fh）

VWZSE零比例误差（仅限MCP4018型分压器）（代码=00h)

INL电位器积分非线性度

DNL电位器微分非线性度

BW中间刻度阻值时的带宽频率

变阻器积分非线性度R-INL

变阻器微分非线性度R-DNL

A点寄生电容CAW

W点寄生电容CW

B点寄生电容CBW

SDA和SCK信号相关：

施密特触发高电平输入阈值电压VIH

施密特触发低电平输入阈值电压VIL

施密特触发输入时的迟滞电压VHYS

SDA输出电压低电平VOL

输入泄露电流IIL

引脚电容CIN、COUT

RAM（游标）相关：

游标值范围N：0h~7Fh

游标POR/BOR值NPOR/BOR：3Fh

电源需求：

供电电压灵敏度（仅限MCP4018）PSS

注释：

（1）阻值由A端和B端之间的阻值决定。

（2）INL和DNL在VW处测得，且测时VA=VDD、VB=VSS。

（3）MCP4018只有VWZSE和VWFSE。

（4）电阻端子A、W和B相互之间的极性不受限制。

（5）此为设计规范。

（6）非线性度受游标电阻（RW）的影响，该电阻随电压和温度变化很大。

（7）POR/BOR并不依赖于VDD的上升速率。

（8）电源电流独立于通过电阻器网络的电流。

1.1 I2C时序要求

图1-1： I2C总线起始位/停止位时序

表1-1：I2C总线起始位/停止位参数需求

SCL时钟频率：0~100KHz（标准模式），0~400KHz（快速模式）

总线负载电容：400pF（100KHz和400KHz模式）

起始状态时的建立时间TSU:STA，时钟上升沿的高电平先于数据起始位下降沿的高电平产生

起始状态时的保持时间THD:STA，时钟下降沿的高电平后于数据起始位下降沿的低电平结束

停止状态时的建立时间TSU:STO，时钟上升沿的高电平先于数据停止位上升沿的低电平产生

停止状态时的保持时间THD:STO，时钟下降沿的高电平后于数据停止位上升沿的高电平结束

图1-2：I2C总线数据时间

表1-2：I2C总线数据时间需求（从设备模式）

时钟的高电平时间THIGH

时钟的低电平时间TLOW

时钟的上升时间TRSCL

数据的上升时间TRSDA

时钟的下降时间TFSCL

数据的下降时间TFSDA

数据输入保持时间THD:DAT

数据输入建立时间TSU:DAT

时钟后的数据输出有效时间TAA

总线空闲时间TBUF

输入峰值抑制滤波（SDA和SCL）

注释：

（1）作为一个发送器件，必须使器件SCL下降沿的内部延迟时间最小，避免未定义区域产生意外的启动或停止条件。

（2）快速模式I2C器件可以用于标准模式系统中，但是必须满足TSU:DAT≥250ns。如果不拉伸器件SCL信号的低电平周期，将自动出现这种情况。如果拉伸了器件SCL信号的低电平周期，则必须将下一个数据位输出到 SDA 线TR max.+tsu;DAT = 1000 + 250 = 1250 ns（根据标准模式 I2C 总线规范），SCL 线被释放。

（3）必须给MCP4018/MCP4019器件提供一个数据保持时间，以在SCL信号下降边缘的VIH和VIL之间建立未定义部分的桥梁。本规范不是I2C规范的一部分，但必须进行测试，以确保输出数据满足接收器件的设置和保存规范。

（4）计算时Cb单位是pF。

（5）未测试。

（6）主发送器件必须提供一个延迟，以确保SDA和SCL下降时间之间的差异不会无意中产生启动或停止条件。