芯片引脚图
数控电位器,顾名思义,可以理解为由数字信号控制的电位器,其基本结构是一个包含有若干个电阻单元的电阻阵列,在每两个单元间和二个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点,由外部控制器选择不同的抽头得到不同的阻值。X9313是基于此原理的固态非易失性电位器。
x9313系列为32阶数控电位器最大阻值有lkQ、lOk欧、50kQ、100kQ四种,具体情况参见表1。x9313采用8脚封装,有D1P,SOIC、TSSOP三种形式,管脚排列如图1所示。
x9313的内部框图如图2所示。它由输入部分、非挥发存贮器和电阻阵列3大部分组成。输入部分的工作就象一个升降计数器,升/降计数器的输出经过译码去控制接通某个电子开关,这样就把电阻阵列上的一个点连接到滑动输出端。电阻阵列是由32个等值的电阻和与之配合工作的电子开关组成。根据控制端的电平,计数器的内容还可以贮存到非挥发存贮器中以便以后使用。
图2 x9313功能方框图
电位器的两个顶脚引线接为VH和VL,
此数字电位器的输入为TTL/CMOS兼容。由于内部使用电子开关,故正常工作时需要外接电源,故电源电压为一个参数。一般电位器都有功耗限制,此数控电位器也不例外,最大电流及最大功耗、最大电压都是它的极限参数。另外由于电子开关的影响,电位器有一个最小电阻(电子开关的导通电阻),男外还有一些其它参数。其极限参数归纳如下:
工作温度:一650C~+135℃
贮存温度:一65C~+150℃
系统是以数字电位器X9313为基础,结合AT89S52单片机的控制,通过改变数字电位器X9313的阻值,来使三端集成稳压电源LM317的参考电位发生变化,以实现对输出电压值的调整,并同步显示,其硬件原理方框图如图1所示。
LM317是可调节3端正电压可调稳压器,在输出电压范围为1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流。
当市电经过降压、整流、滤波后输出到集成稳压器LM317进行稳压,将R2用数字电位器X9313和可调电位器RV2替换后,只需要通过单片机控制改变电位器X9313的阻值,就可以实现输出电压的31级调整,精准控制可通过调整RV2来实现。控制器AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。它所使用的电源由三端集成稳压电源LM7805CT实现。具体电路如图4所示。
程控滤波器的电路设计设计要求截止频率在1kHz~20kHz可变,为了实现程控,电阻R可用数字电位器X9313WP来代替。X9313有32个抽头数,总阻值为10kΩ。电阻阵列是由32个等值的电阻和与之相配套的电子开关组成,每步阻值323Ω。如果只改变数字电位器的值,无法获得所要求的截止频率,需选取相应电容的容值以获得各个截止频率。其中f0(1~7kHz)时,电容取0.022uF,f0(8~20kHz)时,电容取0.0022uF。电容及高通、低通选择通过继电器来切换,如图为程控滤波电路。
采用此模块控制液晶显示屏对比度的电路只需改变液晶屏的Vo管脚连接,其他的连接与传统的方法一样。下图以MSl2864一R液晶屏为例给出了此模块的电路。MSl2864一R共有20个管脚,其中前3个管脚用来做对比度驱动。
下图只给出了前3个管脚的连接,1、2管脚分别接地和电源,3管脚接数控电位器的输出端5管脚,二者间连一个.40Ω精密电阻,起到匹配和保护作用,防止当数控电位器滑到最大端时5V电压直接加在负载上。X9313的3个控制管脚lNC、U/D、CS分别接51单片机P11、P12、P13三个I/O口。
VH、VL分别接5V和地,这样就可以通过程序控制给液晶提供0到5V间合适的对比度驱动电压。
手控调压电路如图所示为。将VH端接+5V,VL接地。从VW端输出0~+5V的可调电压。R1、R2为上拉电阻。只要按动开关S1,输出电压就升高,每按一次电压升高0.05V,最高可达5V。如果按住S2即为低电平,此时按S1则每按一次电压降低0.05V。
这里以常用的AT89C2051单片机为例介绍数字电位器与单片机的接口电路。电位器的3个控制端分别接AT89C2051的P1.7、P1.6和P1.5。由R1、C1构成上电复位电路,C2、C3和石英晶体JT构成晶振电路。因为单片机I/O端口内部已有上拉电阻,所以上电时上述控制端均为高电平,电位器处于待机状态,此时应用和上例相同。
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