分析数字电位器的结构特点及典型应用

赵静

摘 要：数字电位器凭借自身的应用优势，比如高性能、低成本等，被广泛的应用于各个领域。了解其结构特点和具体应用，提出数字电位器应用设计建议，优化数字电位器性能，进而提升其经济性和实用性，有着重要的意义。现结合具体实践，对数字电位器结构和应用，进行简单的论述。

关键词：数字电位器；结构特点；典型应用

中图分类号：TM547 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0285-01

简言之，数字电位器的应用，主要是利用数字输入控制模拟输出，和数/模转换器的定义较为相似，不过数/模转换器提供经过缓冲的输出，而如果数字电位器不借助外部缓冲器，难以驱动低阻负载。在具体应用中，要结合实际需求，适当增加器件，进而满足对其精密调节的要求。

1 数字电位器的应用技术基础

随着集成芯片技术以及计算机技术的快速发展，使得仪器仪表的性能水平不断提升，尤其是智能化程度，原本需要采取手工调节的操作，逐渐被计算机取代。比如，数字电位器的应用，取代了机械电位器。在实际应用中，没有噪声污染，抗振动能力强，具有尺寸小和寿命长等优势。从技术角度来说，其采取计算机控制，利用编程实现系统调节，实现了自动化操作功能、智能化操作。现结合数字电位器X9313，对数字电位器的内部结构特点和具体应用，进行如下分析。

2 数字电位器的结构特点

数字电位器X9313，其为工业级数字电位器，是32抽头数控电位器。其最大阻值是10kΩ；8引脚；3种封装形式，包括DIP和SOIC以及MSOP。从数字电位器的内部结构角度来说，主要构成包括输入部分、存储与调用电路、电阻阵列等，总计6个部分。在实际应用中，输入部分发挥着重要的作用。其是5位加/减计数器，借助三线加/减式接口，实现和单片机的相互连接，类似于升/降计数器，输出经过32选1译码器，实现对某个电子开关的具体控制，进而将电阻阵列上的某个点，给接到滑动输出端。结构中的电阻阵列，其主要组成包括31个等值电阻以及配套的模拟开关阵列。

数字电位器X9313有8个引脚，其中VH和VL分别连接电阻阵列的两端，中间抽头是VW，相当于机械电位器的三个引脚[1]。其余的CS是片选端，当其为低电平时，数字电位器X9313被选中，进而能够接收另外两个控制端的信号，即U/D以及INC。运行的过程中，INC在下降沿，使得计算器增加1或者减少1。若U/D是1，滑动端的运动方向为VH，VW和VH之间存在的电阻，则会减少一个阶值。若U/D为0，那么滑动端的运动方向是VL。根据CS和INC电平的的控制，还可以将当前计数器中的值存储到非易失存储器中，当系统上电时，器件能够自动将存在存储器内的数值，发送到计数器输出[2]。

3 数字电位器的典型应用

3.1 手动调压电路

图2是数字电位器X9313构成的调压电路，为按键式，Vout为0-+5输出。VH端和+5V相接，VL接地。0-+5V经过VW端再输出，为可调电压。R1和R2是上拉電阻。在实际应用中，当S2抬起时，按动开关S1，能够实现输出电压调高处理，每按压1次，电压便增加0.16V电压最高能够达到5V。若按住S2，也就是U/D是低电平，那么每按动S11次，电压就会减少0.16V。

3.2 X9313和单片机的接口电路

如图3所示，以stm32F103VE单片机为例，对X9313和单片机之间的接口电路进行分析。电位器的INC控制端和单片机的PC11相接；U/D控制端和单片机的PC12相接；CS控制端和单片机的PC10相接。由于单片机I/O端口的内部已经有了上拉电阻，因此上电时，相应的控制端都为高电平，而电位器是待机状态。

4 结束语

文中结合实例，分析了数字电位器的结构特点以及典型应用。数字电位器的最高最低输出电压（也就是VH和VL）可以是其他的电压值，不需要等于VCC和VSS，以实现灵活的可调电压输出。

参考文献

[1]叶淑彬.数字电位器的结构特点及典型应用[J].浙江树人大学学报，2004，4（4）：87～89.

[2]冯 权，李维波，汪光森，刘辉鹏.数字电位器在PT100温度仿真中的应用[J].指挥控制与仿真，2014，36（05）：136～140.

收稿日期：2018-9-10