X9221数字电位器的应用
X9221可编程数字电位器与单片机接口电路
可编程数字电位器在AVR单片机中的应用时间：2009-02-19 14:37:57 来源：电子工业专用设备作者：谢珺耀1 引言AVR嵌入式单片机具有丰富的硬件、软件资源，其中的串行I2C接口能满足很多应用场合的要求，两个AVR单片机通过I2C总线直接连接就可实现单片机相互通信；AVR 单片机还可以和任何具有I2C总线接口的外设直接连接而无须其它硬件电路支持。
而X9221系列可编程数字电位器在智能测试设备上应用非常广泛，通过I2C总线可以简单地构成单片机与各种外设之间乃至与计算机之间的通信，建立友好的人机界面联系。
硬件设计简单、灵活，只需要将所有设备的SDA和SCL信号线分别并联在一起并加上拉电阻即可，有助于提高设备的自动化水平、可靠性、稳定性及电气装配的工艺性。
AVR单片机和X9221系列可编程数字电位器都有内置的E2ROM单元，可以非常方便地为用户保留一些工艺参数；X9221系列电位器0～63级的变化可以将电位器调节到手动无法实现的平滑级别，调节过程中不会产生噪声且寿命长、不受机械振动污染潮湿影响等。
2 X9221系列数字电位器介绍2.1电气特性及硬件结构原理X9221系列电位器共有15种规格型号，有双列直插DIP20和表面贴装SOIC20两种封装。
电源电压民品级、工业级为4.5～5.5V，军品级为2.7～5.5V；一组封装芯片内有两个数字电位器，参见图1，X9221系列电位器封装及引脚功能。
内置的E2ROM单元，可以在掉电时将数据很好地保存，上电时自动加载到自己的RAM单元，电位器接口是标准的I2C总线，其中的数据寄存器可通过I2C总线进行读写操作；电位器滑动端(VW0／RW0，VW1／RW1)相当于普通电位器中间抽头，是无摩擦"触点"。
X9221系列电位器总电阻配置有3种阻值2 kΩ、10kΩ、50kΩ，用户可根据自己的设计需求来选型。
每一个芯片有A0～A3四位二进制编程的器件地址以区分I2C总线上接入的不同外设，因此，一条总线上最多可接入16个X9221器件。
电位器作用和用途工作原理
电位器作用和用途工作原理
电位器是一种能在电流、电压的变化过程中，通过改变它的电阻值而使输出电压发生变化的元件。
电位器的作用和用途很广泛，在音响设备中常常用到。
电位器按其结构分为两大类：一类是在轴上式（又称轴瓦式）电位器，它是靠机械传动使两轴瓦发生相对移动而改变电阻值；另一类是通过电子控制元件实现电位器的功能，这种电位器有电子控制元件来驱动。
在音响设备中常用的是后者，它由两片金属片组成，中间有一根金属丝穿过，另一端与有阻值变化的电位器座相连。
当输入信号电流通过阻值变化的电位器时，在金属丝上产生一定的电压，这些电压通过电阻丝传给两个金属片，从而使它们之间产生相对移动，改变了原来阻值；当输出信号电流发生变化时，这个相对移动的电压也随之发生变化。
在金属片两端产生一定电压形成稳定的电位差。
在这两个电位差中，一个是输入端（通常为直流电）的电压，另一个是输出端（通常为交流电）的电压。
当输入端与输出端之间产生一定电压差时，就会在金属片上产生电流。
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数字电位器的原理与应用
数字电位器的原理与应用1. 什么是数字电位器数字电位器（Digital Potentiometer）是一种可编程的电阻器，它可以模拟传统的机械电位器，但具有更高的精度和可编程功能。
数字电位器提供了一种数字控制方式来改变电阻值，使得电路调节更加灵活和精确。
2. 数字电位器的原理数字电位器的原理基于模拟信号转换为数字信号的思想。
简单来说，数字电位器由电压调节器、控制逻辑和电阻网络组成。
2.1 电压调节器电压调节器是数字电位器的关键组成部分，它可以将输入的电压信号转换为有效的控制信号。
电压调节器可以将输入电压分成多个离散的电平，并通过控制逻辑来选择输出。
这种方式可以实现电阻值的精确调节。
2.2 控制逻辑控制逻辑是数字电位器中的控制中心，它接收外部的数字控制信号，并将其转换为电阻值的变化。
控制逻辑通常由微控制器或FPGA实现，可以根据需要编程，实现各种功能和算法。
2.3 电阻网络电阻网络是数字电位器的核心组成部分，它由一系列离散的电阻单元组成。
电阻网络可以通过调整电阻单元的开关状态来改变总的电阻值。
通过控制逻辑的指令，电阻网络可以实现电阻值的调节。
3. 数字电位器的应用数字电位器由于其可编程性和精确性，在各种领域得到了广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：3.1 模拟信号调节数字电位器可以用于模拟电路中的信号调节，如音频放大器、滤波器等。
通过调整数字电位器的电阻值，可以实现对信号的增益、频率响应等参数的调节，从而实现音频信号的精确控制。
3.2 数字控制电路数字电位器可以用于数字控制电路中，如数字电源、自动控制系统等。
通过数字电位器的电阻值调节，可以精确控制电路的参数，实现高精度的数字控制。
3.3 数字电位器阻值校准数字电位器可用于阻值的校准和测试。
在一些测量系统中，数字电位器可以用来调节信号源的输出，以完成对测量设备的校准。
数字电位器的可编程性保证了校准过程的精确性和稳定性。
3.4 数据传输数字电位器也可用于数据传输中，如数字通信、存储器等。
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X9221A双数控电位器XDCP TM一概述1 1 描述X9221A将两个数控电位器XDCP集成在一个单片CMOS微电路中数控电位器由63个串联在一个阵列的电阻单元组成每个单元之间都有通过开关联接到滑动端的抽头点滑动端在阵列中的位置由用户通过二线总线接口控制每个电位器均配有一个易失性的滑动端计数寄存器WCR和两个非易失性的数据寄存器(DR0DR1)这两个数据寄存器可由用户直接写入或读出WCR的内容通过开关控制电阻阵列中滑动端的位置上电时将DR0的内容重新调入WCR中XDCP可用作一个三终端的电位器或一个二终端的可变电阻应用范围广泛包括控制参数调整和信号处理1 2 特点z两个Xicor数控电位器集成在一个封装内z二线串行接口z寄存器的格式总共8个寄存器直接写入滑动端位置读出滑动端位置每个电位器可储存多达四个位置z指令格式快速转换寄存器内容至电阻阵列z直接写单元持久性每个寄存器每位100000次写入z电阻阵列值2K10K50Kz分辨率每个电位器64个抽头z20引脚塑料DIP和20引脚SOIC封装1 3 方框图1 4 引脚配置及说明1引脚配置图2 引脚名3 引脚描述主机接口引脚串行时钟SCLSCL 输入引脚用于向X9221A 输入或输出时钟数据串行数据SDASDA 是一个双向引脚用于向器件输入或输出数据它是一个漏极开路输出可以与任何数目的漏极开路输出或集电极开路输出线或漏极开路输出要求使用一个上拉电阻为了选择合适的典型值请参见上拉电阻曲线图中计算典型值的指南地址符号名称SCL 串行时钟SDA 串行数据A0-A3地址V H0/R H0-V H1/R H1V L0/R L0-V L1/R L0电位器(等效终端)V W0/R W0-V W1/R W1电位器(等效滑动端)RES保留不连接地址输入端用来设置8位从地址的低4位从地址的串行数据流必须与输入地址相匹配以便开始与X9221A通信电位器引脚V H/R H(V H0/R H0–V H1/R H1), V L/R L(V L0/R L0–V L1/R L1)V H/R H和V L/R L输入脚等效于机械电位器任一极端位置的连接端V W/R W(V W0/R W0–V W1/R W1)滑动端输出脚等效于一个机械电位器滑动端的输出引脚二工作原理X9221A是包含了两个电阻阵列以及与它们有关的寄存器计数器和在主机与XDCP电位器间提供直接通信的串行逻辑接口的高集成度的微电路2 1 串行接口X9221A支持双向总线的协议该协议定义任何向总线发送数据的器件为发送器接收数据的器件为接收器控制信号传送的器件为主机而被控制的器件称为从机主机总是启动数据传送并提供发送和接收操作的时钟因此X9221A在所有应用中只能作为从机2 2 时钟和数据惯例只有在SCL为低的时期tLOWSDA数据线上的数据状态才允许改变当SCL为高时SDA的状态改变被保留用作开始和停止的条件2 3 开始条件向X9221A发出的所有命令都由开始条件引导它是一个当SCL为高时(tHIGH )在SDA线上由高到低的跳变X9221A不断监视SDA和SCL线上的开始条件并且在没有遇到这个条件之前不响应任何命令2 4 停止条件所有的通信必须以停止条件终止它是一个当SCL为高时在SDA线上由低到高的跳变在一次读操作后停止条件也被用来将器件置入电源等待方式只有在发送器释放总线后才能发送一个停止条件2 5 应答应答是一个软件协议用来在主从器件的总线间提供一个正的握手信号以表示数据接收成功发送器件不管是主机还是从机在发送8位数据后释放总线主机产生第9个时钟周期且在此周期接收器将SDA拉低作为它已接收到8位数据的应答见图7在识别出一个开始条件及其从地址后X9221A将以一个应答作为响应并在成功地接收到命令字节后它将再次应答如果命令后面跟一个数据字节则X9221A将响应一个最终应答2 6 阵列说明X9221A包含两个电阻阵列每个阵列包含63个串联连接的分立的电阻段每个阵列的物理终端等效于一个机械电位器的固定端VH/R H和V L/R L输入端在每个阵列的两个终端以及每个电阻段之间是一个连接到滑动输出端VW/R W的FET开关在每个单独的阵列中同一时间只有一个开关可以接通这些开关由滑动端计数寄存器WCR控制WCR中的低6位被译码以选择和使能64选1的开关WCR可以直接被写入或者它也可以通过把4个辅助数据寄存器之一的内容传输到WCR中来改变其内容这些数据寄存器和WCR都可以由主系统来读出和写入27 器件寻址在开始条件的后面主机必须输出它所要访问的从机的地址从机的高4位地址是器件类型辨识符见下面图1对X9221A 来说这个辨识符固定为0101[B]图1 从地址从地址的后4位是该器件的地址物理器件地址由A0-A3输入端的状态来定义X9221A 把串行数据流与地址输入端的状态进行比较若要X9221A 作出一个应答响应则必须是所有的4位都能成功地比较28 应答查询在内部非易失性写周期输入端被禁止可用作典型时间为5ms 的EEPROM 写周期时间一旦主机的非易失性写命令结束发出停止条件X9221A 即可开始内部写周期这时可立即启动应答查询这包括发出开始条件并紧跟着器件从地址如果X9221A 仍忙于高电压周期则不返回任何应答如果X9221A 完成了写操作则返回一个应答而主机可以开始下一个操作29 指令结构送到X9221A 的下一个字节包括指令以及寄存器指针的信息最高4位是指令后4位指出二个电位器中的一个并指出4个辅助寄存器中的一个其格式示于图中图2 指令字节的格式4个高位决定了指令第6位P0选择两个电位器的哪一个将受指令影响最后2位R1和R0选择4个寄存器中的一个当一条与寄存器有关的指令发出时该寄存器将受影响9条指令中的4条以发送指令字节来作为结束在图3中说明了基本的序列这个二字节指令在WCR 与数据寄存器中的一个之间对换数据从一个数据寄存器到一个WCR 间的传输实质上是对一个静态RAM 的一次写入滑动端对这种作用的响应将延迟t STPWV 从WCR 的当前滑动端位置到一个数据寄存器间的传输是一次对非易失性存储器的写入最少需要t WR 去完成这种传输可以发生在无论是电位器与它们的辅助寄存器之间或发生在二个电位器以及它们的辅助寄存器中的一个之间4条指令需要一个3字节的序列来完成这引起指令在主机和X9221A 之间传输数据无论是在主机与数据寄存器或是直接在主机与WCR 间都可以这些指令是读WCR 即读出选定电位器的当前滑动端的位置写WCR 即改变选定电位器的当前滑动端的位置读数据寄存器即读出选定的非易失性寄存器的内容写数据寄存器即写一个新的值到选定的数据寄存器中操作的序列示于图4增加/减少命令与其它的命令不同一旦这个命令发出而X9221A 已经用一个应答来响应时主机才流程图1 应答查询时序能够以时钟来触发选定的滑动端升或降一个电阻段这样为主机提供一个精细的调整能力当SDA为高时每一个SCL时钟脉冲tHIGH 将使选定的滑动端向VH/R H端移动一个电阻段相似地当SDA为低时每个SCL时钟脉冲将使选定的滑动端向VL/R L端移动一个电阻段这个操作的命令时序的详细说明请分别见图5和图6图3 二字节命令序列图4 3字节命令序列图5 增加/减少命令序列图6 增加/减少命令时序范围表1 指令组指令格式指令I3I2I1I00P0R1R0操作读WCR100101/0N/A7N/A 读出由P指定的滑动端计数寄存器的内容写WCR101001/0N/A N/A 写入新的值到P指定的滑动端计数寄存器中读数据寄存器101101/01/01/0读出由P和R1R0指定的寄存器的内容写数据寄存器110001/01/01/0写入新的值到由P和R1R0指定的寄存器中XFR数据寄存器到WCR 110101/01/01/0传输由P和R1R0指定的寄存器中的内容至与它相关的WCRXFR WCR到数据寄存器111001/01/01/0传输由P指定的WCR中的内容至由R1R0指定的寄存器中全局XFR数据寄存器到WCR 0001N/A N/A1/01/0传输由R1R0指定的所有的数据寄存器的内容至与它们相应的WCR中全局XFRWCR到数据寄存器1000N/A N/A1/01/0传输所有WCR中的内容至与它们相应的由R1R0指定的数据寄存器中增加/减少001001/0N/A N/A使能增加/减少由P指定的WCR 注7N/A=不应用或不必关心即该数据寄存器没有参与在操作中因而不需要指定地址典型情况下图7 接收器发出的应答响应三详细工作两个XDCP电位器分享串行接口并分享一个公共的结构每个电位器包括一个电阻阵列一个滑动端计数寄存器以及4个数据寄存器下面将详细讨论寄存器组织以及阵列的工作3 1 滑动端计数寄存器X9221A包括两个滑动端计数寄存器WCR每个XDCP电位器各有一个WCR可以被认为是一个6位并行和串行装载的带有输出译码的计数器用来选择沿着电阻阵列的六十四选一的开关WCR的内容可以有四种方法来改变它可以由主机通过写WCR指令来直接写入串行加载它可以通过XFR数据寄存器指令把四个辅助数据寄存器之一的内容直接写入并行装载它可以通过增加/减少指令一步一步地修改最后它可以在上电时装入它的数据寄存器0R0的内容WCR是一个易失性寄存器即当X9221A断电时它的内容将失去虽然该寄存器将在上电时自动地装入R0中的值但必须注意这个值可能与断电时的值不同32数据寄存器每个电位器有4个非易失性数据寄存器这些寄存器可以被主机直接读出或写入而且数据可以在4个数据寄存器和WCR之间传输必须注意在这些寄存器中的任何一个改变数据的操作都是非易失性的操作将花去10ms的时间最大如果在应用中不需要对电位器有多个置数的储存时这些寄存器可以被用作通用的存储器单元它可以储存系统参数或用户选择的数据图8 电位器的详细方框图四特性4 1 极限参数工作温度 –65°C 至+135°C贮存温度 –65°C 至+150°C SCK SCL或任何地址输入端的电压相对于V SS–1V至+7V /R H V W/R W或V L/R L上的电压相对于V SS+6V / –4.3V 任何VHV = |VH/RH–VL/RL| 10.3V 引线温度焊接10秒 300°C I10秒±3mAW*注强度超出所列的极限参数可能导致器件的永久性损坏这些仅仅是极限参数并不意味着在极限条件下或在任何其它超出推荐工作条件所示参数的情况下器件能有效工作延长在极限参数条件下的工作时间会影响器件的可靠性4 2 推荐工作条件4 3 模拟特性参数除非另有说明否则在推荐条件下工作4 4 直流工作特性除非另有规定否则在推荐条件下工作注1当用作一个电位器时绝对线性用来决定实际的滑动端电压与由滑动端位置决定的期望电压之差2当用作一个电位器时相对线性用来决定二个相邻的抽头位置间的实际的电压变化3MI=RTOT/63或者V H/R H-V L/R L/63对单个电位器而言4 5 耐用性和数据保存期4 6 电容47 上电时序注5该参数为周期性取样未经100%测试6t PUR和t PUW是V CC保持稳定直至指定操作可以开始的延迟时间这些参数为周期性取样未经100%测试上电要求上电时序会影响滑动端寄存器的正确调用首选的上电时序如下所示首先是V CC然后是电位器引脚建议在对电位器引脚加电之前V CC应达到其最终值的90%应达到VCC 的斜率规定而且如果可能的话任何故障或斜率变化应保持为小于100mV并且V CC的反相不应高于0.5V 48 交流特性48 1 交流测试条件48 2 等效交流测试电路48 3 交流工作特性除非另有规定否则在推荐条件下工作符号表49 计算总线上拉电阻典型值的曲线图410时序图图10 输入总线时序图11 输出总线时序图12 开始停止时序图13 写周期和滑动端响应时序五封装信息六订购信息声明本资料仅供参考如有不同之处请以相应英文资料为准。
数字电位器应用实例
数字电位器应用实例数字电位器是一种常见的电子元件，广泛应用于各种电子设备中。
它通过改变电阻器的阻值来调节电路中的电压或电流，具有精密调节、稳定性好等特点。
下面将介绍几个数字电位器的应用实例，以展示其在不同领域中的作用。
首先，数字电位器在音频调节中起着重要的作用。
比如在音响系统中，数字电位器可以用于调节音量大小。
用户只需要转动数字电位器，就能够改变电路中的电阻值，从而改变声音的音量大小。
这使得用户可以方便地根据自己的需求来调整音量，提高音响系统的使用体验。
其次，数字电位器还可以用于调节光的亮度。
在LED照明系统中，数字电位器可以用来调节LED灯的亮度。
通过改变数字电位器的电阻值，可以控制LED灯的电流大小，从而改变亮度。
这种调节方式比传统的调光开关更加精确，可以满足不同场合对照明亮度的要求。
此外，数字电位器还可以用于电子设备的校准和调试。
比如在温度传感器中，数字电位器可以用来校准温度测量的准确性。
通过调节数字电位器的电阻值，可以模拟不同的温度值，并与实际测量值进行对比，以判断温度传感器是否工作正常。
这种方式可以提高温度测量的精度和可靠性。
另外，数字电位器还可以应用于电子设备的电源管理中。
比如在电池充电管理系统中，数字电位器可以用来调节电流大小，以实现对电池的充电和放电控制。
通过调节数字电位器的阻值，可以调整电路中的电压和电流，从而实现对电池的有效管理，延长电池的使用寿命。
总之，数字电位器作为一种重要的电子元件，在各个领域中有着广泛的应用。
无论是在音频调节、光控调节、设备校准还是电源管理等方面，数字电位器都发挥着重要的作用。
通过了解数字电位器的原理和应用场景，我们可以更好地理解其作用，并在实际应用中灵活运用，实现更好的控制和调节效果。
希望本文对读者有所启发，引发对数字电位器应用的更多思考和研究。
数字电位器作用
数字电位器作用
数字电位器是一种常见的电子元件，它在电路中起到调节电阻值的作用。
它可以通过调节旋钮或滑动杆来改变电阻值，从而控制电路中的电流或电压。
数字电位器的作用十分重要，它广泛应用于各种电子设备和系统中。
数字电位器可以用于控制音频设备的音量。
我们常常使用手机、电视、音响等设备来收听音乐或观看电影，而数字电位器正是控制这些设备音量的关键。
通过调节数字电位器，我们可以增大或减小音量，使音乐或影片的声音更适合我们的需求。
数字电位器还可以用于调节光亮度。
在一些电子产品中，比如电视、显示器、电子灯等，数字电位器可以控制光亮度的高低。
通过调节数字电位器，我们可以使屏幕的亮度更加明亮或更加柔和，以满足不同环境下的观看需求。
数字电位器还常用于控制温度。
在一些家用电器中，比如空调、加热器等，数字电位器可以调节设备的温度。
通过调节数字电位器，我们可以使室内温度升高或降低，以获得舒适的生活环境。
数字电位器还可以用于控制电子设备的频率。
在无线电通信领域，数字电位器可以通过调节频率来实现信号的调制和解调。
它在无线电收发器、调频电台等设备中起到了至关重要的作用。
数字电位器在电子设备和系统中发挥着重要的作用。
它可以用于调
节音量、光亮度、温度和频率等参数，以满足人们的各种需求。
无论是在家庭生活中还是在工业生产中，数字电位器都扮演着不可或缺的角色。
它的出现使得我们的生活更加便利，也推动了科技的发展和进步。
X9221数字电位器的应用
李学海X9221中文资料1下载(双非易失数字电位器)X9221中文资料2下载(双非易失数字电位器)美国XICOR公司新近研制出一种型号为X9221的功能独特的电子数控电位器。
X9221在一片CMOS集成电路内集成有2个非易失性数控电位器(E2POT)，其调节过程可以由微处理器(μP)或微控制器(μC)经二线总线接口进行控制。
这种二线接口数字电位器具有如下许多优点：(1)调节精度高；(2)不易受诸如振动、污染、潮湿等影响；(3)无机械磨损；(4)接口引脚少；(5)集成度高；(6)数据可读写；(7)具有配置寄存器及数据寄存器；(8)多电平量存储功能，特别适用于音频系统；(9)易于软件控制；(10)采用设计人员熟悉的I2C通信协议；(11)体积小巧，易于装配。
它适用于家庭影院系统、音频环绕控制、音响功放、有线电视设备等。
X9221内含滑动端计数寄存器(WCR)及数据寄存器。
它的每个E2POT可存储4个滑动端位置；每个电位器有64个抽头；温度范围分为民品级、工业级和军品级；工作电压Vcc则为4.5～5.5或2.7～5.5V。
内部结构X9221片内包含2个电阻阵列(或称电位器或E2POT)和I2C接口电路。
X9221的功能方框图如图1所示。
每个电阻阵列内又包含63个电阻单元、64个电子开关、一个滑动端计数寄存器(WCR)、4个8位数据寄存器(R0～R3)、递增/递减逻辑电路、级联控制逻辑电路以及64选1译码电路。
单个电阻阵列的结构框图如图2所示。
在相邻的两个电阻单元之间以及两个端点处共设64个可以被滑动端访问的抽头。
滑动端在阵列中的位置可由用户通过二线串行总线(I2C)接口控制。
每个电阻阵列配置一个滑动端计数寄存器和4个数据寄存器，这4个数据寄存器可以由用户程序直接写入和读出。
滑动端计数寄存器的内容控制滑动端在电阻阵列中的位置。
数据寄存器的内容可以传送到滑动端计数寄存器，以设置滑动端的位置。
当前滑动端的位置可以被传送到与它相关联的4个数据寄存器中的任何一个之中。
数字电位器应用
数字电位器的应用数字电位器介绍简单的说，数字电位器由数字输入控制，产生一个模拟量的输出。
这个定义类似于数模转换器（DAC），所不同的是：DAC具有一个缓冲输出，大多数数字电位器没有输出缓冲器，因而不能驱动低阻负载。
依据数字电位器的不同，抽头电流最大值可以从几百微安到几个毫安。
因此，不论是普通电位器还是数字电位器，如果与低阻负载连接，都应保证在最恶劣的条件下，抽头电流不超出所允许的IWIPER 范围。
所谓“最恶劣的条件”发生在抽头电压VW接近于端电压VH，而且线路中没有足够限流电阻的情况下。
有些应用中，抽头流过较大的电流，这时应该考虑电流流经抽头时产生的压降，这个压降会限制数字电位器的输出动态范围。
数字电位器的应用数字电位器的应用非常广泛，某些特定情况下可能需要增加元件以配合电路调整。
例如，数字电位器的端到端电阻一般为10～200K ，而调整LED亮度时通常需要非常低的阻值。
针对这个问题，可以选用DS3906。
当DS3906外部并联一个固定105 的电阻时，可以提供70～102 的等效电阻，这种结构能够按照0.5 的步进值精确调节LED的亮度。
有些情况下还会需要特殊性能的数字电位器，例如对电压或电流进行温度补偿，光纤模块中对激光驱动器偏置的调节就是一个典型范例（见图1），温度补偿数字电位器MAX1858内部带有一个用EEPROM保存的查找表，校准值在查找表内按温度顺序排列。
数字电位器内部的温度传感器对温度进行检测，然后根据检测的温度值从查找表里得到对应的校准电阻。
非易失性是数字电位器常见的一个附加功能。
基于EEPROM 的非易失数字电位器在上电复位时可以保持在某个已知状态。
现有的EEPROM 技术可以很容易保证50000次的擦写次数，相对于机械式电位器，非易失数字电位器的可靠性更高。
一次性编程(OTP)数字电位器（如MAX5427-MAX5429），可以在编程后永久保存缺省的抽头位置。
与基于EEPROM的数字电位器一样，上电复位后，OTP 数字电位器初始化到已知状态。
x9221 数字电位器(数控100抽头)
Digitally Controlled Potentiometer (XDCP ™ ) X9318FEATURES •Solid-state potentiometer •3-wire serial interface•Terminal voltage, 0 to +8V •100 wiper tap points—Wiper position stored in nonvolatile memory and recalled on power-up •99 resistive elements—Temperature compensated—End to end resistance range ± 20% •Low power CMOS —V CC = 5V—Active current, 3mA max.—Standby current, 1mA max.•High reliability—Endurance, 100,000 data changes per bit —Register data retention, 100 years •R TOTAL value = 10K Ω •Packages—8-lead SOIC and DIPAPPLICATIONS •LCD bias control •DC bias adjustment •Gain and offset trim•Laser diode bias control•Voltage regulator output controlDESCRIPTIONThe Xicor X9318 is a digitally controlled potentiometer (XDCP). The device consists of a resistor array, wiper switches, a control section, and nonvolatile memory.The wiper position is controlled by a 3-wire interface.The potentiometer is implemented by a resistor array composed of 99 resistive elements and a wiper switch-ing network. Between each element and at either end are tap points accessible to the wiper terminal. The position of the wiper element is controlled by the CS,U/D, and INC inputs. The position of the wiper can be stored in nonvolatile memory and then be recalled upon a subsequent power-up operation.The device can be used as a three-terminal potentiom-eter for voltage control or as a two-terminal variable resistor for current control in a wide variety of applica-tions.XDCP is a trademark of Xicor, Inc.BLOCK DIAGRAMR HU/D INC CS V V SSR L R WUp/Down(U/D)Increment(INC) (CS)V (Supply Voltage)SS R HR W R LGeneralDetailedX9318PIN CONFIGURATIONORDERING INFOPIN DESCRIPTIONS OrderingNumberRTOTALPackageOperating TemperatureRangeX9318WS810Kohm 8-lead SOIC 0°C to 70°C X9318WS8I 10Kohm 8-lead SOIC -40°C to +85°C X9318WP810Kohm 8-lead Plastic DIP 0°C to 70°C X9318WP8I10Kohm8-lead Plastic DIP-40°C to +85°CDIP/SOICSymbolBrief Description1INC Increment . Toggling INC while CS is low moves the wiper either up or down.2U/D Up/Down . The U/D input controls the direction of the wiper movement.3R H The high terminal is equivalent to one of the fixed terminals of a mechanical potentiometer.4V SS Ground.5R W The wiper terminal is equivalent to the movable terminal of a mechanical potentiometer. 6R L The low terminal is equivalent to one of the fixed terminals of a mechanical potentiometer. 7CS Chip Select . The device is selected when the CS input is LOW, and de-selected when CS is high.8V CCSupply Voltage.R H V CC INC U/D 12348765X9318DIP/SOICV SSCS R L R WOperating Temperature Range Blank = Commercial = 0°C to +70°C I = Industrial = –40°C to +85°C PackageP = 8-Lead Plastic DIP S = 8-Lead SOIC End to End Resistance W =10K ΩX9318X X XX9318ABSOLUTE MAXIMUM RATINGSJunction T emperature under bias......–65°C to +135°C Storage temperature.........................–65°C to +150°C Voltage on CS, INC, U/D and V CCwith respect to V SS.................................–1V to +7V R H, R W, R L to ground (10)Lead temperature (soldering 10 seconds)..........300°C I W (10 seconds).................................................±6mA COMMENTStresses above those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. This is a stress rating only; functional operation of the device (at these or any other conditions above those listed in the operational sections of this specification) is not implied. Exposure to absolute maximum rating con-ditions for extended periods may affect device reliability.POTENTIOMETER CHARACTERISTICS(V CC = 5V ±10%, T A = Full Operating T emperature Range unless otherwise stated)Symbol ParameterLimitsTest Conditions/Notes Min.Typ.(4)Max.UnitEnd to end resistance tolerance-20+20%See ordering informationfor valuesV RH/RL R H/R L terminal voltage V SS8V V SS = 0VPower rating25mWR W Wiper resistance40200ΩI W = 1mAI W Wiper current(5)-3.0+3.0mA See test circuitNoise(7)-120dBV Ref: 1kHzResolution1%Absolute linearity(1)-1+1MI(3)V(RH) = 8V,V(RL) = 0V Relative linearity(2)-0.2+0.2MI(3)R TOTAL temperature coefficient(5)±300ppm/°CRatiometric temperature coefficient(5),(6)-20+20ppm/°CC H/C L/C W(5)Potentiometer capacitances10/10/25pF See equivalent circuitV CC Supply Voltage 4.5 5.5VX9318D.C. OPERATING CHARACTERISTICS(V CC = 5V ±10%, T A = Full Operating T emperature Range unless otherwise stated)ENDURANCE AND DATA RETENTION(V CC = 5V ±10%, T A = Full Operating T emperature Range)Notes: (1) Absolute linearity is utilized to determine actual wiper voltage versus expected voltage = [V(R W(n)(actual) )–V(R W(n)(expected) )]/MIV(R W(n)(expected) ) = n(V(R H )-V(R L ))/99 + V(R L ), with n from 0 to 99.(2) Relative linearity is a measure of the error in step size between taps = [V(R W(n+1) )–(V(R W(n) ) – MI)]/MI (3) 1 Ml = Minimum Increment = [V(R H )–V(R L )]/99.(4) T ypical values are for T A = 25°C and nominal supply voltage.(5) This parameter is not 100% tested.(6)Ratiometric temperature coefficient = (V(R W ) T1(n) –V(R W ) T2(n) )/[V(R W ) T1(n) (T1–T2) x 10 6 ], with T1 & T2 being 2 temperatures, andn from 0 to 99.(7)Measured with wiper at tap position 31, R L grounded, using test circuit.SymbolParameterLimitsUnitTest ConditionsMin.Typ. (4)Max.I CCV CC active current (Increment)13mACS = V IL , U/D = V IL or V IHand INC = 0.4V/2.4V @ min. t CYC R L , R H , R W not connected I SB Standby supply current 3001000µA CS ≥ 2.4V, U/D and INC = 0.4V R L , R H , R W not connected I LI CS, INC, U/D input leakage cur-rent-10+10µA V IN = V SS to V CCV IH CS, INC, U/D input HIGH voltage 2V CC + 1V V IL CS, INC, U/D input LOW voltage –10.8V C IN (5)CS, INC, U/D input capacitance10pFV CC = 5V, V IN = V SS , T A = 25°C, f = 1MHzParameterMin.UnitMinimum endurance 100,000Data changes per bitData retention100YearsTest Circuit Equivalent CircuitA.C. CONDITIONS OF TESTInput pulse levels 0.8V to 2.0V Input rise and fall times 10ns Input reference levels1.4VA.C. OPERATING CHARACTERISTICS(V CC = 5V ±10%, T A = Full Operating T emperature Range unless otherwise stated)POWER UP AND DOWN REQUIREMENTSThe recommended power up sequence is to apply V CC /V SS first, then the potentiometer voltages. During power-up, the data sheet parameters for the DCP do not fully apply until 1 millisecond after V CC reaches its final value.The V CC ramp spec is always in effect. In order to prevent unwanted tap position changes, or an inadvertant store,bring the CS and INC high before or concurrently with the V CC pin on powerup.A.C. TIMINGSymbolParameter LimitsUnitMin.Typ.(4)Max.t Cl CS to INC setup 100ns t lD (5)INC HIGH to U/D change 100ns t DI (5)U/D to INC setup 1µs t lL INC LOW period 1µs t lH INC HIGH period1µs t lC INC inactive to CS inactive 1µs t CPHS CS deselect time (STORE)20ms t CPHNS (5)CS deselect time (NO STORE)1µst IW INC to R W change 100500µs t CYC INC cycle time4µs t R , t F (5)INC input rise and fall time500µs t PU (5)Power up to wiper stable 500µs t R V CC (5)V CC power-up rate0.250V/msPIN DESCRIPTIONSR H and R LThe high (R H) and low (R L) terminals of the X9318 are equivalent to the fixed terminals of a mechanical potentiometer. The terminology of R L and R H refer-ences the relative position of the terminal in relation to wiper movement direction selected by the U/D input and not the voltage potential on the terminal.RWR w is the wiper terminal and is equivalent to the mov-able terminal of a mechanical potentiometer. The posi-tion of the wiper within the array is determined by the control inputs. The wiper terminal series resistance is typically 40Ω.Up/Down (U/D)The U/D input controls the direction of the wiper move-ment and whether the counter is incremented or decre-mented.Increment (INC)The INC input is negative-edge triggered. T oggling INC will move the wiper and either increment or decrement the counter in the direction indicated by the logic level on the U/D input.Chip Select (CS)The device is selected when the CS input is LOW. The current counter value is stored in nonvolatile memory when CS is returned HIGH while the INC input is also HIGH. After the store operation is complete the X9318 will be placed in the low power standby mode until the device is selected once again.PIN CONFIGURATION PIN NAMESPRINCIPLES OF OPERATIONThere are three sections of the X9318: the control section, the nonvolatile memory, and the resistor array. The control section operates just like an up/down counter. The output of this counter is decoded to turn on a single electronic switch connecting a point on the resistor array to the wiper output. The contents of the counter can be stored in nonvolatile memory and retained for future use. The resistor array is comprised of 99 individual resistors connected in series. Electronic switches at either end of the array and between each resistor provide an electrical connection to the wiper pin, R W.The wiper acts like its mechanical equivalent and does not move beyond the first or last position. That is, the counter does not wrap around when clocked to either extreme.The electronic switches on the device operate in a “make before break” mode when the wiper changes tap positions. If the wiper is moved several positions, multiple taps are connected to the wiper for t IW (INC to V W change). The R TOTAL value for the device can tem-porarily be reduced by a significant amount if the wiper is moved several positions.When the device is powered-down, the last wiper posi-tion stored will be maintained in the nonvolatile mem-ory. When power is restored, the contents of the memory are recalled and the wiper is set to the value last stored.R H V CCINC U/D 12348765X9318DIP/SOICV SS CSR LR WSymbol DescriptionR H High terminalR W Wiper terminalR L Low terminalV SS GroundV CC Supply voltageU/D Up/Down control inputINC Increment control inputCS Chip select control inputINSTRUCTIONS AND PROGRAMMINGThe INC, U/D and CS inputs control the movement of the wiper along the resistor array. With CS set LOW the device is selected and enabled to respond to the U/D and INC inputs. HIGH to LOW transitions on INC will increment or decrement (depending on the state of the U/D input) a seven bit counter. The output of this counter is decoded to select one of one hundred wiper positions along the resistive array.The value of the counter is stored in nonvolatile mem-ory whenever CS transitions HIGH while the INC input is also HIGH.The system may select the X9318, move the wiper and deselect the device without having to store the latest wiper position in nonvolatile memory. After the wiper movement is performed as described above and once the new position is reached, the system must keep INC LOW while taking CS HIGH. The new wiper position will be maintained until changed by the system or until a powerup/down cycle recalled the previously stored data.This procedure allows the system to always power-up to a preset value stored in nonvolatile memory; then during system operation minor adjustments could be made. The adjustments might be based on user prefer-ence, system parameter changes due to temperature drift, etc.The state of U/D may be changed while CS remains LOW. This allows the host system to enable the device and then move the wiper up and down until the proper trim is attained.MODE SELECTIONAPPLICATIONS INFORMATIONElectronic digitally controlled (XDCP) potentiometers provide three powerful application advantages; (1) the vari-ability and reliability of a solid-state potentiometer, (2) the flexibility of computer-based digital controls, and (3) the retentivity of nonvolatile memory used for the storage of multiple potentiometer settings or data.Basic Configurations of Electronic PotentiometersBasic Circuitsvariable voltage dividerT wo terminal variable resistor;variable currentCascading Techniques Buffered Reference VoltageRSingle Supply Inverting AmplifierV OV UL = {R 1/(R 1+R 2)} V O (max)V LL = {R 1/(R 1+R 2)} V O (min)V OO(for additional circuits see AN115)+8VPACKAGING INFORMATION8-Lead Plastic Small Outline Package, Type S (8-lead SOIC)NOTE: ALL DIMENSIONS IN INCHES (IN PARENTHESES IN MILLIMETERS)LIMITED WARRANTY Devices sold by Xicor, Inc. are covered by the warranty and patent indemnification provisions appearing in its T erms of Sale only. Xicor, Inc. makes no warranty,express, statutory, implied, or by description regarding the information set forth herein or regarding the freedom of the described devices from patent infringement.Xicor, Inc. makes no warranty of merchantability or fitness for any purpose. Xicor, Inc. reserves the right to discontinue production and change specifications and prices at any time and without notice.Xicor, Inc. assumes no responsibility for the use of any circuitry other than circuitry embodied in a Xicor, Inc. product. No other circuits, patents, or licenses are implied.TRADEMARK DISCLAIMER:Xicor and the Xicor logo are registered trademarks of Xicor, Inc. AutoStore, Direct Write, Block Lock, SerialFlash, MPS, BiasLock and XDCP are also trademarks of Xicor, Inc. All others belong to their respective owners.U.S. PATENTSXicor products are covered by one or more of the following U.S. Patents: 4,326,134; 4,393,481; 4,404,475; 4,450,402; 4,486,769; 4,488,060; 4,520,461; 4,533,846;4,599,706; 4,617,652; 4,668,932; 4,752,912; 4,829,482; 4,874,967; 4,883,976; 4,980,859; 5,012,132; 5,003,197; 5,023,694; 5,084,667; 5,153,880; 5,153,691;5,161,137; 5,219,774; 5,270,927; 5,324,676; 5,434,396; 5,544,103; 5,587,573; 5,835,409; 5,977,585. Foreign patents and additional patents pending.LIFE RELATED POLICYIn situations where semiconductor component failure may endanger life, system designers using this product should design the system with appropriate error detection and correction, redundancy and back-up features to prevent such an occurrence.Xicor’s products are not authorized for use in critical components in life support devices or systems.1.Life support devices or systems are devices or systems which, (a) are intended for surgical implant into the body, or (b) support or sustain life, and whose failure toperform, when properly used in accordance with instructions for use provided in the labeling, can be reasonably expected to result in a significant injury to the user.2. A critical component is any component of a life support device or system whose failure to perform can be reasonably expected to cause the failure of the lifesupport device or system, or to affect its safety or effectiveness.©Xicor, Inc. 2003 Patents PendingPACKAGING INFORMATIONNO TE:1.ALL DIMENSIONS IN INCHES (IN PARENTHESES IN MILLIMETERS)2.PACKAGE DIMENSIONS EXCLUDE MOLDING FLASH8-Lead Plastic, DIP, Package Code P8Max.。
浅谈数字电位器的应用
水利电力科技风2016年12月上D01：10.19392/ki.l671-7341.201623109浅谈数字电位器的应用邵珏熹湖南广益实验中学湖南长沙410014摘要：目前，数字电位器在我国的应用越来越广泛，如检测仪器、手机、家用电器设备中都含有数字电位器。
本文就是对数字电位器的相关内 容进行阐述，并且详细介绍了数字电位器的典型应用。
关键词:数字电位器；内容;原理;应用一、数字电位器概述(一) 数字电位器的概念数字电位器又被称作为数控可编程电阻器，这种数字电位器的出 现改变了传统电位器的弊端，因为传统的电位器主要是依靠机械结构 带动滑片运动，以此来对电阻值进行改变。
在长期的滑动使用过程中，滑动片不断磨损，会导致出现接触不良、噪声变大甚至失去运转能力的 情况发生。
而数字电位器却能够有效的改变这一问题，数字电位器主要 依靠于数控的方式去改变电阻值，利用数字信号来对电位器的滑动端 进行控制。
(二) 数字电位器的特点数字电位其实就是输出值为电阻的一种相对比较特殊的数字模式 置换器，所以它还可以将输出值由电阻转换成为电压和电流。
数字电位 器具有的最鲜明特点就是具备存储记忆和不存储记忆的功能。
除此之 外，由于它是采用集成电路进行工艺制作，其稳定性比较好、精确度比 较高、噪声比较小并且抗干扰能力强、寿命还比较长。
(三) 数字电位器的基本原理由于数字电位器于传统的机械电位器具备相似功能，有异曲同工 之妙，显而易见，二者在原理上也具备相似之处。
数字电位器本身是由 集成化的电路组成，主要有三端可变的电阻器件组合而成。
数字电位器 的内部简化电路是由多个电阻值相同的电阻采用串联的方式连接而 成，在每个电阻的两端都必须设置一个模拟开关进行相关，这个模拟开 关必须要有MOS管所构成，这是将其作为数字电位器的抽头。
其实这 种模拟开关的作用就如同单刀单掷开关的作用，当数字信号开关进行 控制时，每次只能也只可以有一个模拟开关来配合运转。
数字电位器的基本原理及典型应用
数字电位器的基本原理及典型应用1. 引言数字电位器是一种常见的电子元件，用于调节电路中的电阻值。
它通过改变内部的电阻分配来实现对电路的调节。
本文将介绍数字电位器的基本原理及其在典型应用中的作用。
2. 数字电位器的基本结构数字电位器通常由可变电阻、编码器、数字控制电路和输出接口组成。
它的基本结构如下：•可变电阻：数字电位器内部包含一个可调节的电阻元件，其阻值可根据输入信号进行调节。
•编码器：数字电位器通过编码器将旋转的电位器位置转换为可以被控制电路理解的数字信号。
•数字控制电路：数字电位器内部包含一个数字控制电路，它接收编码器的信号并将其转换为相应的控制信号。
•输出接口：数字电位器通过输出接口将调节后的电阻值传递给外部电路。
3. 数字电位器的工作原理数字电位器的工作原理基于可变电阻的改变。
当旋转数字电位器时，编码器会通过与可变电阻相连的输出轴来检测旋转的位置，并将其转换为数字信号。
数字控制电路会接收这些编码器的信号，并将其转换为对应的控制信号。
控制信号会调节数字电位器内部的电阻分配，从而改变电阻值。
数字电位器通常使用二进制或十六进制编码器，因为这些编码器的输出可以直接与数字电路兼容。
通过使用不同的编码器，数字电位器可以提供不同的位数和调节精度。
4. 数字电位器的典型应用数字电位器在各种电子设备中有广泛的应用。
以下是几个典型的应用场景：4.1 电子设备的音量控制数字电位器经常用于电子设备的音量控制。
通过旋转数字电位器，用户可以调节音量大小。
数字电位器将旋转位置转换为相应的控制信号，从而改变音量电路中的电阻值，实现音量的调节。
4.2 微控制器的模拟输入数字电位器可以作为微控制器的模拟输入，用于接收来自外部传感器或电路的模拟信号。
通过数字电位器，微控制器可以调节电阻值以适应不同的输入信号范围，并对其进行数字化处理。
4.3 自动化系统的校准与控制在自动化系统中，数字电位器常用于校准和控制不同模块之间的参数。
基于数字电位器X9221的自动增益控制到了设计文献综述
基于数字电位器X9221的自动增益控制到了设计文献综述前言：自动增益电路是电子电路中重要的组成部分，已广泛用于各种接收机、录音机和信号采集系统中，另外在光纤通信、微波通信、卫星通信等通信系统以及雷达、广播电视系统中也得到了广泛的应用。
本课题中，采用通过单片机AT89C51调节数字电位器X9221的电阻值，从而调节由LM358组成的比例放大电路的方法,得到输出幅值固定的信号。
较好地实现了可控增益放大器，可应用于采集系统的信号调理或要求放大器增益能程控的场合。
正文：在无线通信中，因接收电台的不同、通信距离的变化、电磁波传播信道的衰减量变化以及接收机环境变化等，接收机接收到的信号强度均会发生很大的波动。
可以设想，如果接收机的增益不变，输入信号幅度在很大范围内变化时，输出信号的幅度也将发生同样比例的变化，在强信号时就有可能使接收机过载而导致阻塞，在弱信号时，则又有可能造成信号的丢失。
为了克服这一缺点，可采用自动增益控制电路，使接收机的增益随着输入信号的强弱而变化，即输入信号弱时，接收机增益升高；输入信号强时，接收机增益减小，以补偿输入信号强弱的影响，达到减小输出电平变化的目的。
所以，为了提高接收机的性能，AGC 电路在接收机中几乎是不可缺少的辅助电路。
自动增益控制电路组成如图1所示。
图中可控增益放大器用于放大输入信号i u ，其增益是可变的，它的大小取决于控制电压C U 。
振幅检波器、直流放大器和比较器构成反馈控制器。
放大器输出的交流信号经振幅检波器变换成直流信号，通过直流放大器的放大，在比较器中与参考电平R U ，相比较而产生一直流电压C U ，可见，图1所示的电路构成了一个闭合环路。
若输入电压i u 的幅度增加而使输出电压O u 幅度增加时，通过反馈控制器产生一控制电压，使u A 减小；当i u 幅度减小，使O u 幅度减小时，反馈控制器即产生一控制信号使u A 增加。
这样，通过环路的反馈控制作用，可使输入信号幅度i u 增大或减小时，输出信号幅度保持恒定或仅在很小的范围内变化，这就是自动增益控制电路的作用。
数字电位器在仪器仪表上的应用
数字电位器在仪器仪表上的应用数字电位器（Digital Potentiometer）是一种能够调节电阻值的电子元件，通过数字信号控制，可以在仪器仪表等电路中实现对电阻值的精确调节。
下面将介绍数字电位器在仪器仪表上的应用。
1. 自动化调节：数字电位器可以作为自动化系统中的调节元件，用于控制仪器仪表的灵敏度、增益、阈值等参数。
通过改变数字电位器的阻值，可以实现对仪器仪表的自动校准和调节，提高系统的准确性和稳定性。
2. 增益控制：在信号处理和放大电路中，数字电位器可以用于调节信号的增益。
通过改变数字电位器的阻值，可以改变信号经过放大电路后的增益倍数，使得输出信号满足特定的需求。
3. 数据采集：数字电位器可以用于模拟信号的采集电路中，通过调节数字电位器的阻值，可以改变采集电路的输入电阻，从而调节电路的输入灵敏度和范围。
这在实验测量和传感器信号处理中非常有用。
4. 音频调节：在音频设备中，数字电位器可以用于音量控制和音调调节。
通过改变数字电位器的阻值，可以调节音频信号的音量大小和音调高低，实现音频设备的音频输出控制。
5. 数字衰减器：数字电位器还可以用作数字衰减器，用于衰减信号的幅度。
通过改变数字电位器的阻值，可以实现对信号的衰减，常见的应用包括音频系统中的音量控制和可调衰减放大器。
6. 电路校准：数字电位器可以用于仪器仪表的电路校准。
通过改变数字电位器的阻值，可以调整电路中的参数，使其满足标准要求，提高仪器仪表的准确性和可靠性。
7. 数字控制系统：数字电位器可以与微控制器或数字信号处理器等数字控制系统结合使用，实现对电路参数的精确控制。
通过与数字控制系统的通信，可以动态地改变数字电位器的阻值，从而实现对仪器仪表的远程控制和调节。
总之，数字电位器在仪器仪表上有广泛的应用。
它可以实现对电路参数的精确控制和调节，提高仪器仪表的准确性、稳定性和可靠性。
数字电位器的使用可以简化电路设计，提高系统的灵活性和可调性。
数字电位器在模拟电路教学中的实践
数字电位器在模拟电路教学中的实践数字电位器是模拟电路中常用的电子元件之一。
它可以模拟出和控制模拟信号的变化。
在模拟电路教学中，数字电位器被广泛应用于教学实践中，以帮助学生建立对电路基础知识的深刻理解和应用能力。
数字电位器是通过设置一系列离散位置来模拟连续的电阻变化。
在数字电位器的应用中，学生可以通过改变电位器的位置，控制电路中的电流和电压，进而实现对电路参数的调节。
数字电位器的应用实例有：调节信号的放大倍数、调节电源电压、电阻调节等。
数字电位器在模拟电路教学中的实践中，有以下几点优势：1.帮助学生理解元器件的功能通过使用数字电位器，可以帮助学生理解电阻器的基本原理，以及它们如何影响电路中的信号。
学生将能够学会在控制电路功能的过程中，如何使用电位器。
这种理解可以帮助学生在日后应用数字电位器时，更准确地使用这些基本元器件。
2.提高学生学习模拟电路的兴趣数字电位器作为实验设备，为学生提供了一种更加生动和直观的模拟电路学习体验。
这样的学习方式帮助学生更好地跟踪学习进度，从而更轻松地了解电路的性质和特征。
此外，在数字电位器的使用中，学生可以充份发挥自己的动手实验和思考能力，从而大大增强了学生的学习兴趣和信心。
3.提高学生的实验技能数字电位器可以使学生更加熟练地掌握和了解电路的基本原理，从而提高学生的实验技能。
在数字电位器的使用过程中，学生需要了解如何正确地连接元器件、数字电位器的功能以及控制电流和电压的不同方法。
这些技能不仅有助于他们在教室内并且可以在日后的实践应用中发挥重大作用。
数字电位器是一种重要的教学工具，在模拟电路教学中发挥着十分重要的作用。
通过对数字电位器的实践应用帮助学生更加深入的理解和掌握模拟电路的基本原理，提高学生的实验技能和应用水平。
电位器的作用及电位器接法
电位器的作用及电位器接法————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电位器的作用及电位器接法电位器实际上就是可变电阻器，由于它在电路中的作用是获得与输入电压（外加电压）成一定关系得输出电压，因此称之为电位器。
电路图形符号电位器阻值的单位与电阻器相同，基本单位也是欧姆，用符号Ω表示。
电位器在电路中用字母R或RP（旧标准用W）表示，图1是其电路图形符号。
图1电位器电路图形符号常用电位器实物图、结构特点及应用常用电位器如表1所示。
表1常用电位器实物图及应用电位器的主要参数电位器的主要参数有标称阻值、额定功率、分辨率、滑动噪声、阻值变化特性、耐磨性、零位电阻及温度系数等。
1、电位器的标称阻值和额定功率2、电位器上标注的阻值叫标称阻值。
3、电位器的额定功率是指在直流或交流电路中，当大气压为87~107kPa，在规定的额定温度下长期连续负荷所允许消耗的最大功率。
线绕和非线绕电位器的额定功率系列入表2所示。
表2电位器额定功率标称系列（单位：功率）电位器的阻值变化特性阻值变化特性是指电位器的阻值随活动触点移动的长度或转轴转动的角度变化的关系，即阻值输出函数特性。
常用的阻值变化特性有3种，如图所示。
图电位器阻值变化曲线直线式（X型）：随着动角点位置的变化，其阻值的变化接近直线。
指数式（Z型）：电位器阻值的变化与动角点位置的变化成指数关系。
①直线式电位器的阻值变化与旋转角度成直线关系。
当电阻体上的导电物质分布均匀时，单位长度的阻值大致相等。
它适用于要求调节均匀的场合（如分压器）。
②指数式电位器因电阻体上的导电物质分布不均匀，电位器开始转动时，阻值变化较慢，转动角度增大时，阻值变化较陡。
指数式电位器单位面积允许承受的功率不等，阻值变化小的一端允许承受的功率较大。
它普遍应用于音量调节电路里，因为人耳对声音响度的听觉最灵敏，当音量大到一定程度后，人耳的听觉逐渐变迟钝。
数控电位器原理及应用(非常完整的毕业论文)
本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：数控电位器原理及应用学院：职业技术学院专业：自动化班级：2004学号：PB*********学生姓名：***指导教师：***2008年月日前言电位器是一种应用最广的电子元件之一。
传统的电位器是通过机械结构带动滑片改变电阻值，因此可以称作机械式电位器，其结构简单、价格低，但由于受到材料和工艺的限制，最容易产生滑动片磨损，导致接触不良、系统噪声大甚至工作失灵。
随着科技的发展，国外多家公司推出一种采用集成电路工艺生产的电位器，其外形像一只集成块，这种电位器采用数字信号控制，故称为数电位器，亦称数控电位器。
数控电位器自20世纪90年代问世以来，就显示出强大的生命力，它是采用数控方式调节电阻的。
具有使用灵活、调节精度高、无触电、低噪声、不易污损、抗振动、抗干扰、体积小、寿命长等显著优点。
相对于机械式电位器，使用数控电位器的主要优势是定位精度高，提高系统的可靠性或者提供宽温度范围的性能，消除系统微控制器，提高电子噪声抑制能力；不受机械震动影响，可以简化生产流程，还占用空间较小，提高校准精度和可重复性，并可以通过程控来实现半自动化调节；数控电位器也增加了电路板布线的灵活性。
非易失数控电位器的可靠性更高。
一次性编程(OTP)数控电位器（如MAX5427-MAX5429），可以在编程后永久保存缺省的抽头位置。
另外，由于减小了寄生参数，因而具有较强的抗干扰能力。
数控电位器几乎可以在所有应用中替代机械式电位器，以减轻设计人员和最终用户的负担。
相信使用过单片机的人不能不被它强大的功能所折服，我们越来越不敢忽视单片机在电子领域中的作用。
数控电位器一般带总线接口，可通过单片机或逻辑电路进行编程。
它适合构成各种可编程模拟器件，例如可编程增益放大器、可编程滤波器，可编程线性稳压电源及音调/音量控制电路，是连接数字电路和模拟电路的桥梁，真正实现了“把模拟器件放到总线上”。
目前，数控电位器正在国内外迅速推广，并被大量用到PC、手机、闭环伺服控制、音频设备、仪器偏移调整及信号调理、智能式仪表、复印机、打印机等办公设备、电动机控制、全球定位系统、DSP系统中、家用电器、电力监控设备、工业控制、医疗设备等领域。
详解数字电位器的原理与应用
详解数字电位器的原理与应用数字电位器（DigitalPotenTIometer）亦称数控可编程电阻器，是一种代替传统机械电位器（模拟电位器）的新型CMOS数字、模拟混合信号处理的集成电路。
数字电位器采用数控方式调节电阻值的，具有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声、不易污损、抗振动、抗干扰、体积小、寿命长等显著优点，可在许多领域取代机械电位器。
数字电位器一般带有总线接口，可通过单片机或逻辑电路进行编程。
它适合构成各种可编程模拟器件，如可编程增益放大器、可编程滤波器、可编程线性稳压电源及音调／音量控制电路，真正实现了“把模拟器件放到总线上”（即单片机通过总线控制系统的模拟功能块）这一全新设计理念。
目前，数字电位器正在国内外迅速推广，并大量应用于检测仪器、PC、手机、家用电器、现代办公设备、工业控制、医疗设备等领域。
1.基本工作原理由于数字电位器可代替机械式电位器，所以二者在原理上有相似之处。
数字电位器属于集成化的三端可变电阻器件其等效电路，如图l所示。
当数字电位器用作分压器时，其高端、低端、滑动端分别用VH、VL、VW表示；而用作可调电阻器时，分别用RH、RL和RW表示。
图2所示为数字电位器的内部简化电路，将n个阻值相同的电阻串联，每只电阻的两端经过一个由MOS管构成的模拟开关相连，作为数字电位器的抽头。
这种模拟开关等效于单刀单掷开关，且在数字信号的控制下每次只能有一个模拟开关闭合，从而将串联电阻的每一个节点连接到滑动端。
数字电位器的数字控制部分包括加减计数器、译码电路、保存与恢复控制电路和不挥发存储器等4个数字电路模块。
利用串入、并出的加／减计数器在输入脉冲和控制信号的控制下可实现加／减计数，计数器把累计的数据直接提供给译码电路控制开关阵列，同时也将数据传送给内部存储器保存。
当外部计数脉冲信号停止或片选信号无效后，译码电路的输出端只有一个有效，于是只选择一个MOS管导通。
数字控制部分的存储器是一种掉电不挥发存储器，当电路掉电后再次上电时，数字电位器中仍保存着原有的控制数据，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。
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李学海X9221中文资料1下载(双非易失数字电位器)X9221中文资料2下载(双非易失数字电位器)美国XICOR公司新近研制出一种型号为X9221的功能独特的电子数控电位器。
X9221在一片CMOS集成电路内集成有2个非易失性数控电位器(E2POT)，其调节过程可以由微处理器(μP)或微控制器(μC)经二线总线接口进行控制。
这种二线接口数字电位器具有如下许多优点：(1)调节精度高；(2)不易受诸如振动、污染、潮湿等影响；(3)无机械磨损；(4)接口引脚少；(5)集成度高；(6)数据可读写；(7)具有配置寄存器及数据寄存器；(8)多电平量存储功能，特别适用于音频系统；(9)易于软件控制；(10)采用设计人员熟悉的I2C通信协议；(11)体积小巧，易于装配。
它适用于家庭影院系统、音频环绕控制、音响功放、有线电视设备等。
X9221内含滑动端计数寄存器(WCR)及数据寄存器。
它的每个E2POT可存储4个滑动端位置；每个电位器有64个抽头；温度范围分为民品级、工业级和军品级；工作电压Vcc则为4.5～5.5或2.7～5.5V。
内部结构X9221片内包含2个电阻阵列(或称电位器或E2POT)和I2C接口电路。
X9221的功能方框图如图1所示。
每个电阻阵列内又包含63个电阻单元、64个电子开关、一个滑动端计数寄存器(WCR)、4个8位数据寄存器(R0～R3)、递增/递减逻辑电路、级联控制逻辑电路以及64选1译码电路。
单个电阻阵列的结构框图如图2所示。
在相邻的两个电阻单元之间以及两个端点处共设64个可以被滑动端访问的抽头。
滑动端在阵列中的位置可由用户通过二线串行总线(I2C)接口控制。
每个电阻阵列配置一个滑动端计数寄存器和4个数据寄存器，这4个数据寄存器可以由用户程序直接写入和读出。
滑动端计数寄存器的内容控制滑动端在电阻阵列中的位置。
数据寄存器的内容可以传送到滑动端计数寄存器，以设置滑动端的位置。
当前滑动端的位置可以被传送到与它相关联的4个数据寄存器中的任何一个之中。
也就是说，WCR可以直接被写入，或者也可以把起辅助作用的4个数据寄存器之一的内容转移到WCR中来改变其内容。
这些数据寄存器和WCR都可以由微电脑来读出或写入。
X9221中的每一个电阻阵列的主体部分是63只串联连接的集成电阻器。
电阻串联支路的两端VH和VL就相当于一个机械电位器的两个固定端；串联支路中的电阻器之间的连接点以及两个端点，都可以经过场效应管开关连通到滑动端VW上。
在同一时刻只能有一只开关闭合，究竟哪一只闭合由滑动端计数寄存器WCR内容确定。
只有WCR中的低6位被译码，才能选择和使能64选1的开关接通。
引脚功能X9221共有20个外接引脚。
它有DIP、SOIC和TSSOP三种封装形式。
其引脚排列如图3所示。
各引脚的功能如表1所示。
表1 引脚功能串行总线和串行接口1.I2C串行总线协议I2C串行总线协议是由飞利浦公司开发的。
X9221兼容该协议。
该协议规定任何器件在它把数据送至总线时为“发送器”，而当它从总线接收数据时为“接收器”。
一个控制总线传送的器件为“主机或主器件”，而被总线控制的器件为“从机或从器件”。
主机总是负责启动数据的传送，并为发送和接收操作提供时钟。
X9221在所有的应用场合下均被作为一个从属器件(从机)使用。
2.时钟和数据协议在I2C串行总线中包括两条线，即串行数据线SDA和串行时钟线SCL。
在数据线SDA上的数据只能在时钟线SCL为低电平期间才能改变状态。
把在SCL为高电平期间改变SDA的状态保留用来表示一次传输的“开始条件”和“终止条件”。
3.开始条件送给X9221的所有指令都是由开始条件引导的。
这个条件就是，当SCL为高电平时SDA由高电平到低电平的跳变。
X9221不停地监视SDA和SCL线上的开始条件，在遇到这个条件之前不响应任何指令。
4.终止条件所有的通信过程过程必须由一个终止条件来结束，这个条件就是，当SCL为高电平时SDA由低电平到高电平的跳变。
5.应答应答也是一个软件规约，这个规约用来在主/从器件的总线之间提供一个握手信号，以表示数据接收成功。
发送器件(不论是主机还是从机)在发送8位数据之后将释放SDA总线。
主器件将产生第9个时钟周期，而在这个周期内接收器件把SDA线拉低，作为成功地接收了前8位数据的响应。
作为接收器件，X9221在识别出开始条件和自己的从地址以后，将给出一个应答作为响应，而成功地接收指令字节后再一次应答。
如果指令字节后面跟着一个数据字节，则X9221还将最终响应一次应答。
6.器件寻址在开始条件的后面，主器件必须输出它所要访问的从器件的地址。
从器件的高4位地址是器件类型识别码，器件的类型不同，识别码也就不同，并且识别码是固定不变的。
对于数控电位器X9221来说，这个识别码固定为0101。
格式如下：从器件的低4位是该器件的编程地址，该地址由A0～A3引脚的连接状态来定义。
借助于器件的编程地址，主机可以识别一个系统中类型相同的多个器件(在此可以识别16片X9221)。
每次通信的开始，X9221都把接收到的地址与自己的地址(含识别码和编程地址)相比较。
如果是所有的8位地址都相符，则X9221做出一个应答响应。
指令结构X9221共有9条指令，指令的长度为两个字节或三个字节不等。
每条指令的第一个字节为地址字节，第二个字节为指令字节。
在指令字节中又包含指令码和寄存器指针信息，即4个高位I0～I3是指令码；紧接着的两位0和P0选择2个电位器中的哪一个，最后两位R1和R0选择4个寄存器中的哪一个。
其格式为：9条指令中有4条是二字节指令，它们是以发送指令字节作结束的。
这些二字节指令实现在WCR与数据寄存器中的一个之间传送数据。
从一个数据寄存器到WCR的传输，实质上是对一个静态RAM的一次写操作。
滑动端对这些操作的响应将延迟一段时间tSTPWV。
记录当前滑动端位置的数据从WCR到一个数据寄存器的传输，实质上是对非易失性存储器的一次“烧”写操作，至少需要一个tWR时间才能完成。
这种传输操作可以发生在某一个电位器的WCR与一个相关数据寄存器之间，也可以发生在所有2个电位器的WCR与相应的一个数据寄存器之间。
9条指令中还有4条是三字节指令。
这些指令用于主机与X9221之间的数据传送。
数据可由主机传送到某一数据寄存器，也可直接传送到WCR中。
这些指令是：读WCR，即读出选定电位器的当前滑动端的位置；写WCR，即改变选定电位器的当前滑动端的位置；读数据寄存器，即读出选定的非易失性存储器的内容；写数据寄存器，即写一个新的值到选定的数据寄存器中。
三字节指令的最后一个字节均为数据字节。
9条指令中只有1条指令与众不同，称为递增/递减指令。
一旦该条指令被发送给X9221并且得到X9221用一个应答做出响应时，主机才能够以时钟来触发选定电位器的滑动端向上或者向下移动。
这样就为主机提供了一条精细调节电位器的途径。
当SDA为高电平时，每一个SCL时钟脉冲将使滑动端向高端VH移动一步；而当SDA为低电平时，每一个SCL时钟脉冲将使滑动端向低端VL移动一步。
表2 指令集注：1/0表示数据0或1；N/A表示没有使用。
9条指令的编码如表2所示。
工作原理2个E2POT电位器共享一个串行接口。
对每个电位器所包含的一个电阻阵列、一个滑动端计数寄存器和4个数据寄存器的操作，均通过该串口进行。
1.滑动端计数寄存器X9221片内共包含2个滑动端计数寄存器WCR，即每个电位器各有一个。
WCR可以看成是一个6位宽的、既能并行装载又能串行装载的、带有输出译码电路的计数器，用来控制与电阻阵列相连的64只电子开关。
WCR内容的改变有四种方法：由主机通过写WCR指令直接写入(串行加载)；通过传送指令把4个数据寄存器之一的内容直接写入(并行加载)；通过递增/递减指令一步一步地改变；在初加电时自动装载相关数据寄存器R0的值。
WCR是一个掉电丢失的存储单元RAM。
虽然，该寄存器在上电时自动复制R0的值，但必须注意这个值可能与断电时刻的值不同。
2.数据寄存器每个电位器配备的4个数据寄存器，是采用E2PROM制造工艺集成的非易失性存储单元。
这些寄存器可以由主机直接读出或写入，而且数据可以在4个数据寄存器中的任一个和WCR之间传送。
必须注意的是，对这4个寄存器中内容的修改操作，都是非易失性的写(或称烧写)操作，要花费最多10ms的时间。
由于写入过程较长，一般采用“应答轮询”方式。
当对非易失性存储单元E2PROM进行写操作时，表示指令传送结束的停止条件一旦出现，则X9221开始内部的写周期。
写周期的典型时间为5ms。
此后应答轮询立即启动。
这包含发送开始条件，并且后跟器件的从地址。
如果X9221仍然忙于写操作，则没有应答返回；如果X9221已经完成了一个写操作，将有一个应答返回，主机才可以继续下面的操作。
如果在一项具体应用中，不需要数据寄存器对电位器的多个位置数据保留时，这些寄存器还可以被用作通用的存储器单元，可用它们存储系统参数或用户数据等。
特性参数X9221是一个系列产品，其阻值的不同，可用以下3个字母作后缀来区分：X9221Y为2kΩ×4；X9221W为10kΩ×4；X9221U为50kΩ×4。
9221的极限参数、特性参数、直流参数、交流参数分别见表3～表6。
应用举例电路中，用一片X9221的两个电位器分别控制双声道立体声系统的左声道和右声道，以实现对传统音响设备的模糊控制、智能控制以及遥控。
控制器件选一片89C51单片机，仅用P1.0和P1.1两个端口与X9221的SDA和SCL相连。
通常在SDA和SCL线上需要设置上拉电阻，该阻值取决于连接到总线上的所有器件的总容量。
按图4中的情况，等效容量约为18pF。
如果所选用的单片机具有内部上拉电阻，则外部上拉电阻可以省略。
当应用系统中只有一片X9221时，其4位地址A0～A1引脚可以都连接到地，此时编程地址定义为0000。
表3 极限参数表4 特性参数表5 直流参数表6 交流参数。