分析數(shù)字電位器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及典型應(yīng)用

趙靜

摘 要：數(shù)字電位器憑借自身的應(yīng)用優(yōu)勢，比如高性能、低成本等，被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和具體應(yīng)用，提出數(shù)字電位器應(yīng)用設(shè)計(jì)建議，優(yōu)化數(shù)字電位器性能，進(jìn)而提升其經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，有著重要的意義。現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)踐，對數(shù)字電位器結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，進(jìn)行簡單的論述。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電位器；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；典型應(yīng)用

中圖分類號：TM547 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0285-01

簡言之，數(shù)字電位器的應(yīng)用，主要是利用數(shù)字輸入控制模擬輸出，和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的定義較為相似，不過數(shù)/模轉(zhuǎn)換器提供經(jīng)過緩沖的輸出，而如果數(shù)字電位器不借助外部緩沖器，難以驅(qū)動(dòng)低阻負(fù)載。在具體應(yīng)用中，要結(jié)合實(shí)際需求，適當(dāng)增加器件，進(jìn)而滿足對其精密調(diào)節(jié)的要求。

1 數(shù)字電位器的應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)

隨著集成芯片技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使得儀器儀表的性能水平不斷提升，尤其是智能化程度，原本需要采取手工調(diào)節(jié)的操作，逐漸被計(jì)算機(jī)取代。比如，數(shù)字電位器的應(yīng)用，取代了機(jī)械電位器。在實(shí)際應(yīng)用中，沒有噪聲污染，抗振動(dòng)能力強(qiáng)，具有尺寸小和壽命長等優(yōu)勢。從技術(shù)角度來說，其采取計(jì)算機(jī)控制，利用編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作功能、智能化操作?，F(xiàn)結(jié)合數(shù)字電位器X9313，對數(shù)字電位器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和具體應(yīng)用，進(jìn)行如下分析。

2 數(shù)字電位器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

數(shù)字電位器X9313，其為工業(yè)級數(shù)字電位器，是32抽頭數(shù)控電位器。其最大阻值是10kΩ；8引腳；3種封裝形式，包括DIP和SOIC以及MSOP。從數(shù)字電位器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)角度來說，主要構(gòu)成包括輸入部分、存儲(chǔ)與調(diào)用電路、電阻陣列等，總計(jì)6個(gè)部分。在實(shí)際應(yīng)用中，輸入部分發(fā)揮著重要的作用。其是5位加/減計(jì)數(shù)器，借助三線加/減式接口，實(shí)現(xiàn)和單片機(jī)的相互連接，類似于升/降計(jì)數(shù)器，輸出經(jīng)過32選1譯碼器，實(shí)現(xiàn)對某個(gè)電子開關(guān)的具體控制，進(jìn)而將電阻陣列上的某個(gè)點(diǎn)，給接到滑動(dòng)輸出端。結(jié)構(gòu)中的電阻陣列，其主要組成包括31個(gè)等值電阻以及配套的模擬開關(guān)陣列。

數(shù)字電位器X9313有8個(gè)引腳，其中VH和VL分別連接電阻陣列的兩端，中間抽頭是VW，相當(dāng)于機(jī)械電位器的三個(gè)引腳[1]。其余的CS是片選端，當(dāng)其為低電平時(shí)，數(shù)字電位器X9313被選中，進(jìn)而能夠接收另外兩個(gè)控制端的信號，即U/D以及INC。運(yùn)行的過程中，INC在下降沿，使得計(jì)算器增加1或者減少1。若U/D是1，滑動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閂H，VW和VH之間存在的電阻，則會(huì)減少一個(gè)階值。若U/D為0，那么滑動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)方向是VL。根據(jù)CS和INC電平的的控制，還可以將當(dāng)前計(jì)數(shù)器中的值存儲(chǔ)到非易失存儲(chǔ)器中，當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)，器件能夠自動(dòng)將存在存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)值，發(fā)送到計(jì)數(shù)器輸出[2]。

3 數(shù)字電位器的典型應(yīng)用

3.1 手動(dòng)調(diào)壓電路

圖2是數(shù)字電位器X9313構(gòu)成的調(diào)壓電路，為按鍵式，Vout為0-+5輸出。VH端和+5V相接，VL接地。0-+5V經(jīng)過VW端再輸出，為可調(diào)電壓。R1和R2是上拉電阻。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)S2抬起時(shí)，按動(dòng)開關(guān)S1，能夠?qū)崿F(xiàn)輸出電壓調(diào)高處理，每按壓1次，電壓便增加0.16V電壓最高能夠達(dá)到5V。若按住S2，也就是U/D是低電平，那么每按動(dòng)S11次，電壓就會(huì)減少0.16V。

3.2 X9313和單片機(jī)的接口電路

如圖3所示，以stm32F103VE單片機(jī)為例，對X9313和單片機(jī)之間的接口電路進(jìn)行分析。電位器的INC控制端和單片機(jī)的PC11相接；U/D控制端和單片機(jī)的PC12相接；CS控制端和單片機(jī)的PC10相接。由于單片機(jī)I/O端口的內(nèi)部已經(jīng)有了上拉電阻，因此上電時(shí)，相應(yīng)的控制端都為高電平，而電位器是待機(jī)狀態(tài)。

4 結(jié)束語

文中結(jié)合實(shí)例，分析了數(shù)字電位器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及典型應(yīng)用。數(shù)字電位器的最高最低輸出電壓（也就是VH和VL）可以是其他的電壓值，不需要等于VCC和VSS，以實(shí)現(xiàn)靈活的可調(diào)電壓輸出。

參考文獻(xiàn)

[1]葉淑彬.數(shù)字電位器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及典型應(yīng)用[J].浙江樹人大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，4（4）：87～89.

[2]馮 權(quán)，李維波，汪光森，劉輝鵬.數(shù)字電位器在PT100溫度仿真中的應(yīng)用[J].指揮控制與仿真，2014，36（05）：136～140.

收稿日期：2018-9-10