淺談數(shù)字電位器的應(yīng)用

邵玨熹

摘 要：目前，數(shù)字電位器在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如檢測(cè)儀器、手機(jī)、家用電器設(shè)備中都含有數(shù)字電位器。本文就是對(duì)數(shù)字電位器的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述，并且詳細(xì)介紹了數(shù)字電位器的典型應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電位器；內(nèi)容；原理；應(yīng)用

一、數(shù)字電位器概述

（一）數(shù)字電位器的概念

數(shù)字電位器又被稱作為數(shù)控可編程電阻器，這種數(shù)字電位器的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)電位器的弊端，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的電位器主要是依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)帶動(dòng)滑片運(yùn)動(dòng)，以此來(lái)對(duì)電阻值進(jìn)行改變。在長(zhǎng)期的滑動(dòng)使用過(guò)程中，滑動(dòng)片不斷磨損，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)接觸不良、噪聲變大甚至失去運(yùn)轉(zhuǎn)能力的情況發(fā)生。而數(shù)字電位器卻能夠有效的改變這一問(wèn)題，數(shù)字電位器主要依靠于數(shù)控的方式去改變電阻值，利用數(shù)字信號(hào)來(lái)對(duì)電位器的滑動(dòng)端進(jìn)行控制。

（二）數(shù)字電位器的特點(diǎn)

數(shù)字電位其實(shí)就是輸出值為電阻的一種相對(duì)比較特殊的數(shù)字模式置換器，所以它還可以將輸出值由電阻轉(zhuǎn)換成為電壓和電流。數(shù)字電位器具有的最鮮明特點(diǎn)就是具備存儲(chǔ)記憶和不存儲(chǔ)記憶的功能。除此之外，由于它是采用集成電路進(jìn)行工藝制作，其穩(wěn)定性比較好、精確度比較高、噪聲比較小并且抗干擾能力強(qiáng)、壽命還比較長(zhǎng)。

（三）數(shù)字電位器的基本原理

由于數(shù)字電位器于傳統(tǒng)的機(jī)械電位器具備相似功能，有異曲同工之妙，顯而易見，二者在原理上也具備相似之處。數(shù)字電位器本身是由集成化的電路組成，主要有三端可變的電阻器件組合而成。數(shù)字電位器的內(nèi)部簡(jiǎn)化電路是由多個(gè)電阻值相同的電阻采用串聯(lián)的方式連接而成，在每個(gè)電阻的兩端都必須設(shè)置一個(gè)模擬開關(guān)進(jìn)行相關(guān)，這個(gè)模擬開關(guān)必須要有MOS管所構(gòu)成，這是將其作為數(shù)字電位器的抽頭。其實(shí)這種模擬開關(guān)的作用就如同單刀單擲開關(guān)的作用，當(dāng)數(shù)字信號(hào)開關(guān)進(jìn)行控制時(shí)，每次只能也只可以有一個(gè)模擬開關(guān)來(lái)配合運(yùn)轉(zhuǎn)。

在數(shù)字電位器還有一個(gè)十分值得去深入研究的部分，那就是數(shù)字控制部分，這一部分主要有四個(gè)電子模塊組合而成，分別是加減計(jì)數(shù)器、譯碼電路、保存和恢復(fù)控制電路以及不揮發(fā)存儲(chǔ)器。為了讓其進(jìn)行正常工作，主要是采用串入和并出的方式來(lái)控制信號(hào)，進(jìn)而控制加減計(jì)數(shù)，然后計(jì)數(shù)器就會(huì)將所累積的數(shù)據(jù)提供給譯碼電路這一模塊，當(dāng)我們對(duì)開關(guān)實(shí)施控制的時(shí)候，也正是數(shù)據(jù)被傳送到存儲(chǔ)器獲得保存的時(shí)機(jī)。同時(shí)又因?yàn)榇鎯?chǔ)區(qū)具備即即使斷電也不揮發(fā)的特點(diǎn)，這種特點(diǎn)能夠避免當(dāng)電路掉電之后數(shù)字電位器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)數(shù)字電位器的基本原理進(jìn)行論述分析可見，它與機(jī)械式電位器的不同之處就是，數(shù)字電位器在調(diào)整的過(guò)程的當(dāng)中，不能夠?qū)﹄娮鑼?shí)施連續(xù)調(diào)整，而是要按照最小的電阻值進(jìn)行調(diào)整，這也就導(dǎo)致我們只能夠在調(diào)節(jié)結(jié)束之后，才能夠看到電阻值的輸出變化。

二、數(shù)字電位器的應(yīng)用分析

在我國(guó)數(shù)字電位器應(yīng)用的范圍比較廣，按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，有不多不同的種類，及基本原理也都具有相似之處，本文就是以數(shù)字電位X9313為例子進(jìn)行分析和介紹數(shù)字電位器的應(yīng)用。

（一）X9313數(shù)字電位器的構(gòu)成

X9313數(shù)字電位器屬于工業(yè)級(jí)電位器，又被稱為32抽頭數(shù)控電位器，它主要有三種封裝方式，分別為雙列直插式封裝技術(shù)、簡(jiǎn)稱為DIP封裝、OIC封裝技術(shù)以及FSSOP3封裝技術(shù)。這種電位器主要有以下六部分組成，輸入部分、E2PROM、存儲(chǔ)器和調(diào)用電路以及32碼的譯碼器和由MOS管所構(gòu)成的32路模擬開關(guān)、電阻陣列構(gòu)成。輸入部分的加減計(jì)數(shù)器主要是通過(guò)三線加減式的接口與單片機(jī)相連所構(gòu)成，當(dāng)輸出一碼之后，所控制的電子開關(guān)就會(huì)相應(yīng)的進(jìn)行工作，將電阻陣列上的相關(guān)點(diǎn)連接到滑動(dòng)輸出端上。由此可見，電阻陣列的電阻是與電子開關(guān)相互配套的，同時(shí)計(jì)數(shù)器所累積的數(shù)據(jù)內(nèi)容還可以被存儲(chǔ)到非易失的存儲(chǔ)器中。

（二）X9313數(shù)字電位器的應(yīng)用

1.手動(dòng)控制調(diào)節(jié)電壓

在X9313數(shù)字電位器中有兩個(gè)頂腳引線分別用H1和H2表示，中間抽頭用W1表示。在使用的過(guò)程中將H1端接入5V電壓，然后讓H2接地。這樣從W1端輸出0至5V的可調(diào)節(jié)電壓，將R1與R2設(shè)置成可上調(diào)的電阻，在這時(shí)只需要用手按動(dòng)開關(guān)F1，所輸出的電壓就會(huì)變高，并且每按一次其電壓就會(huì)升高0.05V，能夠升至的最大值為5V。如果按住F2這個(gè)開關(guān)，所輸出的電壓就會(huì)變低，每按一次其電壓就會(huì)降低0.05V。

2.X9313數(shù)字電位器與單片機(jī)的接口電路應(yīng)用

在這里我們X9313數(shù)字電位器與AT89C2051單片機(jī)的配合使用為例，介紹起接口電路的應(yīng)用。數(shù)字電位器具有三個(gè)控制端與單片機(jī)進(jìn)行接入，在接入后構(gòu)成了相對(duì)比較復(fù)雜的上電復(fù)位電路以及晶振電路。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的端口內(nèi)部具有上拉調(diào)節(jié)電阻，所以一旦通電，控制端均會(huì)呈現(xiàn)高電壓，電位器在此時(shí)處于待機(jī)狀態(tài)。這樣的程序是單片機(jī)將脈沖信號(hào)傳給數(shù)字電位器，以此來(lái)控制數(shù)字電位器的大小，從而進(jìn)行電阻值的精確調(diào)節(jié)和改變。但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中所需要注意的問(wèn)題是要對(duì)數(shù)字電位器所造成的誤差進(jìn)行分析和控制。

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