非易失性数字电位器门逻辑信号

文章：EDN

这种设计理念呈现了非易失性门控功能的简单替代方案，通常使用PAL（可编程阵列逻辑），GAL（栅极阵列逻辑）或CPLD（复数可编程逻辑设备）实现。将逻辑信号置于块或传输它，您通常使用诸如和门的逻辑门，并使用栅极的第二输入来定义门块是否定义了栅极块或发送所施加的信号。由于逻辑门执行即时布尔操作，因此其操作是组合和没有内存。

然而，如果在系统启动后，你必须为一个总是阻塞或发送信号的门编程，你必须将“传输/阻塞”的逻辑状态存储在某种形式的非易失性存储器中。存储这种逻辑状态有两种基本方法。第一种是将微控制器与非易失性存储器结合使用，例如EEPROM。如果系统可以等待微控制器从内存中读取逻辑状态并将其应用到硬件引脚(通常通过通用I/O引脚)，那么这种方法是合适的。然而，有些系统要求在启动时存在传输/块信号。对于这些系统，从内存读取延迟是不可接受的。

__Figure 1: __一个可编程的、非易失的数字电位器的功能就像一个简单的与门。将雨刷设置为设备的最高值，允许输入信号传播到输出;将雨刷设置为最低值会阻塞输入信号。

第二种方法，这对于没有微控制器的系统是有用的，或者不能等待在引导时从存储器读取微控制器的系统，将逻辑状态存储在设备上立即可用的设备中。为此目的，PAL设备，GAL设备和CPLDS与可编程非易失性存储器组合实现门控功能。然而，这些设备提供了多于内存的栅栏，并且可以针对仅需要几个门的系统过度编制。此外，他们的包裹相对较大，可以容纳他们提供的许多逻辑-I / O引脚。

如果你只需要几个非易失门，考虑使用一个在模拟和混合信号系统中常见的组件:数字电位器(图1)．将电阻串的L末端接地并将信号路由到字符串的H末端。然后，刮水器输出短路以接地以阻止或连接到输入信号进行传输。

图2:如果数字电位器的带宽太低，则可以使用该设备驱动AND门。

在电路板或系统测试时，可通过其串行接口对数字电位器进行编程。某些数字电位器上的上/下接口适合于此目的。在选择非易失性数字电位器时，应考虑以下条件:

•数字电位器通常有32个或更多的抽头;你至少需要两个。数字电位器雨刷具有与内部开关相关的电阻，并应尽可能小，以避免开关信号失真。一个典型的雨刷电阻是100Ω到1 kΩ。对于Maxim的MAX5527，雨刷电阻测量90Ω。
•由于电量计刮水器的电阻随着电源电压的增加而降低，因此应选择高电源电压。
•为了减小信号源的负载，同时不限制电位器的信号带宽，应选择端到端电阻高的设备;100 kΩ对于许多应用程序都是可接受的。
•选择一个非易失性数字电位器，如果你必须在非易失性存储器中编程门的状态。一些数字电位器是OTP(一次性可编程);此功能允许您保存雨刷的设置。当您不希望更改门控功能时，使用OTP特性是合适的。必须存储状态的门的数量决定了您需要的电位器的数量。它们以每个包1到6个或更多的数组形式提供。
数字电位器的带宽决定了通过该电位器传输的信号的最大数据速率。如果这些应用逻辑信号的转换速率对可用的电位器来说太高，你可以使用一个传统的、高速的逻辑门与一个数字电位器控制发送/块输入(图2)．

关于作者
Reinhardt Wagner贡献了这篇文章。

这篇文章是由编辑挑选的重新出版的设计构思。它于2008年4月7日首次发表在EDN.com上。