数字电位器控制原理图

　　数字电位器简介：

　　数字电位器是采用CMOS工艺制成的数模混合信号处理集成电路，也称数控可编程电阻器。采用是数控方式调节电阻值大小，多用多晶硅或薄膜电阻材料，从而有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声等特点。同时有体积小、节省印制板空间，易于安装，不易污损、抗振动、抗干扰、寿命长、不易受环境温度影响等优点。基于上述内容，数字电位器已被广泛用于医疗保健设备、仪器仪表、通信设备、工业控制、家用电器、数码产品等各领域。数字电位器是一种有发展前景的新型器件。与机械电位器相比，具有许多优点，在许多领域可取代机械电位器。任何用电阻进行参数调整、校准或控制的领域，都可用数字电位器构成可编程模拟电路进而进行调整。

　　数字电位器产品特性：

　　◆采用传感器原理生产，具有良好的线性、精度和温度稳定性。

　　◆采用软件实现功能，可以根据使用要求变化进行定制。

　　◆工作方式为非接触，避免传统电位器的磨损，寿命长，可靠性高。

　　◆由于取消了传统电位器中的电刷基片，有效行程达到360°，实现无盲区测量。

　　◆输出信号类型多（0-5V/0-10V/4-20mA/串行数字信号输出），方便信号采集处理。

　　◆可以通过软件实现有效行程和输出信号的变化，满足各种特殊要求。

　　◆应用范围广，使用灵活。

　　数字电位器原理：

　　数字电位器属集成化三端可变电阻器件，等效电路如图1所示。当数字电位器作分压器使用时，其高、低、滑动端电压分别用UH、UL、UW表示；作可调电阻器使用时，其高、低、滑动端电阻分别用RH、RL、RW表示。

　　图1等效电路

　　将n个阻值相同或不同电阻串联在UH、UL端之间，每个电阻两端分别经过一个由CMOS管而构成模拟开关连在一起，作为数字电位器抽头，在数字信号控制下每次只能有一个模拟开关闭合，从而将串联电阻的一个节点连接到滑动端。亦即，当外部计数脉冲信号停止或片选信号无效后，译码电路输出端只有一个有效，故只选择一个MOS管导通。数字电位器的内部简化电路，如图2所示。

　　数字控制部分的存储器是一种断电非易失性存储器，电路再次上电时，数字电位器中仍保存着原有控制数据，其中间抽头到两端点之间的电阻值仍是上一次的调整结果。数控电位器的原理示意图如图3所示。假定数控电位器为16抽头，步进量为660Ω，滑动端每移动一步，输出电阻值就增加660Ω。考虑到滑动端无论处于哪一位置，都接着一只模拟开关，该模拟开关的电阻值就是滑动端电阻，也是数控电位器的起始电阻。现假定滑动端电阻为100Ω，当滑动端移动15步时就到达RH端与RL端之间的输出电阻应为100Ω+660Ω×15=10Ω。

　　数字电位器控制原理：

　　电位器CS端在器件工作期间保持为低电平。INC为脉冲信号，U/D端为电位器阻值或电压的调节端。在CS端与INC端正常工作的状态下，当U/D端为高电平的时候，电位器的阻值或电压逐渐变大，当U/D端处于低电平时，则相反。当CS端和INC端同时为高时将当前的寄存器数据锁存入存储器，达到重新上电后数字电位器阻值不变的目的。 数控电位器控制时序图如下：

　　引脚配置如下图所示：

　　NE555构成的多谐振荡器

　　由555定时器组成的多谐振荡器如图（C）所示，其中R1、R2和电容C为外接元件。电路没有稳态，只有两个暂稳态，也不需要外加触发信号，利用电源Vcc通过R1和R2向电容器C充电，使Uc逐渐升高，升到2VCC/3时，Uo跳变到低电平，放电端D导通，这时，电容器C通过电阻R2和D端放电，使Uc下降，降到VCC/3时，Uo跳变到高电平，D端截止，电源Vcc又通过R1和R2向电容器C充电。如此循环，振荡不停， 电容器C在VCC/3和2VCC/3之间充电和放电，输出连续的矩形脉冲，其波形如图（D）所示。

　　模拟电压控制数字电位器的原理图：

　　下图显示了使用PIC12F683的控制电路原理图。微控制器6个GPIO中的4个用于控制SDA、SCL的输出信号、单个LED，并接收一路模拟输入。

　　GP5、GP4和GP0分别分配至信号输出SDA、SCL和LED。SDA和SCL具有4.7kΩ上拉电阻至VDD，直接连接至DS1803的SDA和SCL引脚。微控制器的GP1 IO分配为模拟输入引脚。通过跳线可选择地址引脚、分离共用的VCC （VDD）、隔离SDA和SCL。