数字电位器（Digital PotenTIometer）亦称数控机床可编程控制器电阻，是一种替代传统式机械设备电阻器（仿真模拟电阻器）的新式CMOS数据、仿真模拟混和信号分析的集成电路芯片。数字电位器选用数控机床方法调整阻值的，具备运用灵便、调整高精度、无触点开关、低噪音、不容易破损、抗震动、抗干扰性、体型小、使用寿命长等明显优势，可在很多行业替代机械设备电阻器。

　　数字电位器一般含有系统总线插口，可利用单片机设计或时序逻辑电路开展程序编写。它合适组成各种各样可编程模拟器件，如可编程控制器增益值放大仪、可编程控制器过滤器、可编程控制器线形可调稳压电源及声调／音量电源电路，真真正正完成了“把仿真模拟元器件放进系统总线上”（即单片机设计根据系统总线自动控制系统的仿真模拟功能块）这一全新升级设计构思。

　　现阶段，数字电位器已经世界各国快速营销推广，并大批量运用于测试仪器、PC、手机上、电器产品、当代办公用品、工业控制系统、医疗器械等行业。

　　1 基本上原理

　　因为数字电位器可替代脚踏式电阻器，因此二者在机理上面有共同之处。数字电位器归属于一体化的三端可变电阻器件其闭合电路，如图所示l所显示。当数字电位器作为分压器时，其高档、中低端、滚动端各自用VH、VL、VW表明；而作为可调电阻器时，各自用RH、RL和RW表明。

　　图2所显示为数字电位器的內部简单化电源电路，将n个电阻值同样的电阻器串连，每只电阻器的两边历经一个由MOS管组成的模拟开关相接，做为数字电位器的抽头。这类模拟开关等效于阵式单掷电源开关，且在模拟信号的调节下每一次只有有一个模拟开关合闭，进而将串联电阻的每一个连接点联接到滚动端。

　　数字电位器的计算机控制一部分包含加减法电子计数器、译码器电源电路、储存与修复控制回路和不蒸发储存器等4个数字电路设计控制模块。运用串入、并出的加／减电子计数器在脉冲信号和调节讯号的调节下可完成加／减记数，电子计数器把总计的信息立即供应给译码器电源电路自动开关列阵，与此同时也将信息传递给內部储存器储存。当外界记数差分信号终止或片选数据信号失效后，译码器电源电路的输入输出端只有一个合理，因此只挑选一个MOS管导通。

　　计算机控制一部分的储存器是一种断电不蒸发储存器，当电源电路断电后再度通电时，数字电位器中仍保留着固有的控制参数，在其中间抽头到两边点中间的阻值仍是上一次的调节結果。因而，数字电位器与脚踏式电阻器的运用实际效果基本一致。可是因为电源开关的工作中选用“先联接后断掉”的方法，因此 在键入记数合理期内，数字电位器的电阻与期待值很有可能会出现一定的区别，仅有在调节完毕后能够做到期待值。

　　从图2能够看得出，数字电位器与脚踏式电阻器有两个关键差别：1）调节全过程中，数字电位器的阻值并不是持续改变的，只是在调节完毕后才具备所想要的輸出。这是由于数字电位器选用MOS管做为电路，而且选用“先开后关”的控制措施：2）数字电位器没法完成电阻器的持续调节，而只有按数字电位器中电阻器互联网上的最少阻值开展调节。

　　2 数字电位器的常见运用

　　数字电位器的使用普遍，并且依照差异的种类规范也是有许多类型，可是基本概念是相像的，这儿以三线加／减式插口的数字电位器X9313为例子，详细介绍数字电位器的运用。

　　2．1 内部构造及原理

　　X9313为工业生产级的32抽头数控机床电阻器，较大电阻值为10 kΩ，选用8脚位，有DIP、OIC、FSSOP 3种封裝。X9313的内部结构作用框架图，如图所示3所显示。它由键入一部分、5位E2PROM、储存和启用电源电路、32选l数据选择器、由MOS场效管组成的32路模拟开关、电阻器列阵6部分构成。在其中键入一部分是5位加／减电子计数器历经三线加／减式插口（）与单片机设计相接，其工作中像一个升／降电子计数器，輸出经译码器，操纵接入某一开关元件，那样就把电阻器列阵上的一个点联接到滚动輸出端。电阻器列阵由3两个等价的阻值和与之相配套的开关元件构成。依据操纵端脉冲信号，电子计数器的信息还能够存储到非易失储存器中便于后面应用。

　　两个顶脚导线各自接VH和VL，正中间抽头为VW。为3个操纵端，在其中，为片选端，为高电平时，X9313被选定。这时才可以接受的数据信号。在降低沿使电子计数器增或减1。假如，滚动端向VH方位滚动，VW与VH中间的电阻器减少一个阶值。相反，假如，滚动端向VL方位滚动。电子计数器輸出译码器后，历经32选1，使滚动端部位沿电阻器列阵挪动。当电子计数器做到某一极端化（00000或11111）时，不容易循环系统回应，从00000全自动变为1111l，或从11111变为00000，换句话说当以上拉电阻而也为上拉电阻时，电子计数器的值储存到非易失储存器中，系统软件通电时，元器件全自动将非易失性储存器中的值送至电子计数器，做为电子计数器的輸出。

　　2．2 典型性运用

　　2．2．1 手控变压电源电路

　　图4所显示为。将VH线接 5V，VL接地装置。从VW端輸出0～ 5 V的可调式工作电压。R1、R2为上拉电阻。只需按压电源开关S1，输出电压就上升，每按一次工作电压上升0．05V，最大可以达到5V。假如按着S2即是低电频，这时按S1则每按一次工作电压减少0．05V。

　　2．2．2 X9313与51单片机的通信接口

　　这儿以常见的AT89C2051单片机为例子详细介绍数字电位器与51单片机的通信接口。电阻器的3个操纵端各自接AT89C2051的P1．7、P1．6和P1．5。由R1、C1组成通电延时电路，C2、C3和石英谐振器JT组成时钟电路。由于单片机设计I／O端口号內部现有上拉电阻，因此通电时以上操纵端均为上拉电阻，电阻器处在待机状态，这时运用和上例同样。

　　有关编程代码以下：

　　上边的程序代码了使UD为上拉电阻，这时给数字电位器推送50个单脉冲，扩大电阻器使高中低端中间工作电压为2．5 V。根据单片机设计发送给数字电位器差分信号来操纵数字电位器的尺寸，进而便捷而精准地更改阻值。可是在具体运用中，要特别注意对数字电位器的偏差开展剖析和赔偿。

　　3 结语

　　数字电位器是一种极具发展潜力的新式电子元器件，在很多行业可替代传统式的机械设备电阻器。其优势为：调整高精度；无噪音，工作中使用寿命很长；无机械设备损坏；数据信息可读写能力；具备配备存储器及寄存器地址；多脉冲信号量储存作用。它普遍使用于仪表设备、电子计算机及通讯设备、电器产品、保健医疗商品、工业操纵等行业。一切必须用电阻器来实现技术参数调节和调节的场所，都可以应用数字电位器组成可编程控制器数字集成电路。可是在具体应用中应需注意数字电位器的电阻器调节偏差，因为不一样使用场所时的偏差影响因素各有不同。因而在具体运用时，最好是运用A／D变换电源电路对其开展精准测量，并使用单片机设计对其赔偿。

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