基于数字电位器MAX5481的原理及其应用

2009-02-01李锡瑞

数字技术与应用 2009年12期

关键词：单片机应用

李锡瑞

[摘要]MAX5481是10位、非易失、线性变化的数字电位器。采用软件控制实现系统的远程控制,设置,可使系统更加灵活、功能更加广泛,从而解决了模拟电位器的诸多缺点和限制。文中介绍了MAX5481的性能特点和引脚功能,并给出了典型应用。

[关键词]MAX5481 单片机功能特点应用

[中图分类号]TM301[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2009)12-0071-03

1 概述

MAX5481[1]是10位非易失、线性变化、可编程分压器和可变电阻器,能实现机械电位器的功能,采用可引脚配置的3线串行SPITM兼容接口或增/减数字接口替代了机械装置。它是一个3端分压器,其具有内部、非易失、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),用于存储上电时滑动端的初始位置。3线SPI兼容串行接口允许以高达7MHz的数据速率进行通信。还提供引脚可选的增/减数字接口。MAX5481非常适合需要数字控制电位器的应用场合。用作分压器或可变电阻器时提供两种端到端电阻(10k和50k)。端到端标称电阻温度系数为35ppm/°C,比例温度系数仅为5ppm/°C,因此这些器件非常适用于那些要求低温度系数分压器的应用,例如低漂移、可编程增益放大器。采用+2.7V至+5.25V单电源供电或±2.5V双电源供电。向非易失存储器写数据时,该系列器件消耗400μA(最大值)电源电流,待机电源电流为1.0μA(最大值)。MAX5481采用节省空间的(3mmx3mm)、16引脚TQFN或14引脚TSSOP封装,可工作在扩展级(-40°C至+85°C)温度范围。

2 MAX5481的主要特点如下:

(1)1024个抽头位置;(2)上电具有非易失滑动端记忆功能;(3)16引脚TQFN封装或14引脚TSSOP封装形式;(4)端到端电阻温度系数为35ppm/°C;(5)比例温度系数为5ppm/°C;(6)提供两种端到端电阻10k和50k;(7)采用可引脚配置的串行SPITM兼容接口或增/减数字接口;(8)待机电源电流为1.0μA(最大值);(9)采用+2.7V至+5.25V单电源供电或±2.5V双电源供电。

3 MAX5481的引脚说明及其应用

3.1 MAX5481的引脚说明

MAX5481有TQFN或TSSOP封装形式,图1为芯片TSSOP封装形式的管脚排列,各引脚功能如表1所列。

3.2 应用说明

MAX5481线性可编程分压器有1024个抽头。这些设备由或干相同阻值的阻段排成一行,通过一个可引脚配置的3线串行SPITM兼容接口或增/减数字接口,使得滑动端在1024个触点上移动。当滑动端W为输出,MAX5481线性可编程分压器提供加权平均电压值在高端H与低端L间输入。所有数据位为零时滑动端输出最低电压值;所有数据位为1时滑动端输出最高电压值(见图2)。

运用MAX5481在恒温电桥的控制中,能够精确的调节控制。如图2中所示,数字电位器MAX5481与一个恒定电阻的并联阻值由所需的工作温度而定,控温体的温度由检测,平衡时=,当时,桥路输出一个大小、极性对应于温度偏差的偏差电压Vi,Vi经微伏放大器,功率放大器放大后提供一直流加热电流,使偏差消除进入恒温状态。数字电位器与恒定电阻R3的并联阻值由改变数字电位器的阻值而改变,而数字电位器的阻值则靠修改LCD中预设的温度值来改变。

4 应用设计

4.1 单片机接口硬件电路

MAX5481与单片机[2][4]连接的硬件电路如图3所示。

电路设计中直接用单片机的I/O口控制数字电位器MAX5481,其中片选信号,时钟信号,数据信号分别用P1.4,P1.6,P1.7引脚控制。此处MAX5481的 6引脚接高电平,选择SPI接口方式。

4.2 软件设计部分

MAX5481的工作时序如图4所示。当MAX5481的片选信号出现一个下降沿时,写命令开始,再出现一个上升沿时写命令结束。在时钟引脚的上升沿,将DIN引脚的数据写入MAX5481,要把数据写入锁存器时,需要24个时钟周期才可以把命令及数据写入MAX5481;要在锁存器和寄存器之间复制数据,可以采用8个时钟来写命令,也可以采用24个时钟把命令和数据写入MAX5481.

系统软件主要分为初始化、计算数字电位器应达到的阻值、依据MAX5481时序写入命令,写入阻值3部分。软件流程图如图5所示。