一种基于I2C总线的新型可编程增益放大电路的设计

图2 单片机与X9241之间的I2C连接

　　普通口模拟I2C总线的硬件连接非常简单，主要是软件模拟I2C总线的数据传送。一次完整的数据传送包括开始、数据发送、应答以及停止等典型信号。此外，在软件模拟过程中，还需注意的一点，即对标准I2C总线的数据传送，规定了严格的时序要求，以保证数据传送的可靠性。I2C总线上时钟信号的最小低电平周期为，最小高电平周期为，总线时钟频率为，根据这些要求，具体实现时，我们采用时钟信号的最小、最高周期均定为。

　　图3为软件模拟I2C总线控制数字电位器的流程图。对X9241的控制主要由三个字节实现，第一字节为器件地址，即X9241的地址；第二字节为命令内容和电位器的选择，即选择读/写四个电位器中的哪一个；第三字节为滑臂位置控制，即选择具体的阻值大小。

图3 软件模拟I2C总线控制数字电位器的流程图 结语 　　按照上述方法设计的可编程增益放大电路，克服了传统可编程放大器增益范围小的缺点，X9241四数字电位器的串联使用，扩大了增益范围、提高了增益精度。此外，便于与单片机接口，可以在线修改，调整设计。I2C总线的运用降低了噪声干扰，在干扰环境下也能够高精度放大信号，简化了设计。 　　上述设计经系统整体调试，放大器的非线性误差，增益为100和500时的输出噪声分别为20mV和50mV，共模抑制比，基本满足预定的性能要求。该电路已在一些微弱激光检测系统中获得了应用。