數控電位器X9313

數控電位器，顧名思義，可以理解為由數字信號控制的電位器，其基本結構是一個包含有若干個電阻單元的電阻陣列，在每兩個單元間和二個端點都有可以被滑動單元訪問的抽頭點，由外部控制器選擇不同的抽頭得到不同的阻值。X9313是基于此原理的固態非易失性電位器。

它主要由電阻陣列、轉換門、32選1譯碼器、5位加減計數器、5位非易失性存儲器、存取控制電路等組成。X9313的電阻陣列包含有31個電阻，每個電阻的兩端都可以通過轉換門的控制接通數控電位器的抽頭點；5位加減計數器是記錄輸入端的脈沖個數的；5位非易失性存儲器用來保存計數器的數據，以備下次通電時使用；存取控制電路是控制5位非易失性存儲器中計數值的存取；32選1譯碼器是根據計數器的數值進行譯碼來控制轉換門中的一個MC）S管導通。X9313具體包括有1K、10K、50K幾種阻值，該芯片是一個8管腳的芯片，包括有雙列直插DIP封裝、更小的貼片MSOP封裝。下圖是X9313的直插封裝的管腳圖。

圖中VL、VH、VW對應電位器的3個管腳，VH為最大值，VL為最小值，VW為可調輸出端。VCC和VSS為芯片的電源和地線。lNc、LJ/D、cS管腳為控制管腳，其中CS為片選信號，低電平使能芯片。此外，當_cS的上升沿到來時，如果lNC管腳為高則保存當前計數值，掉電后恢復上次保存的值，反之則不保存當前值；_N6管腳輸入變化脈沖，每來一個下降沿，計數器變化一次，電阻相應改變一次；電阻變化趨勢由U/D管腳狀態決定，LJ/D表示UP和DOWN，該管腳為高電平則阻值依次增加，低電平依次減小，芯片工作時序見下圖所示。

下圖2中tlw是從數字信號輸入到VW端電壓量改變的延時，典型值為100us，響應比較快。

x9313電壓調節電路圖（一）

1、x9313芯片選型及內部結構

x9313系列為32階數控電位器最大阻值有lkQ、lOk歐、50kQ、100kQ四種，具體情況參見表1。x9313采用8腳封裝，有D1P，SOIC、TSSOP三種形式。

x9313的內部框圖如圖2所示。它由輸入部分、非揮發存貯器和電阻陣列3大部分組成。輸入部分的工作就象一個升降計數器，升／降計數器的輸出經過譯碼去控制接通某個電子開關，這樣就把電阻陣列上的一個點連接到滑動輸出端。電阻陣列是由32個等值的電阻和與之配合工作的電子開關組成。根據控制端的電平，計數器的內容還可以貯存到非揮發存貯器中以便以后使用。

2、工作原理

圖2 ?x9313功能方框圖

電位器的兩個頂腳引線接為VH和VL，

3、x9313的基本性能

此數字電位器的輸入為TTL/CMOS兼容。由于內部使用電子開關，故正常工作時需要外接電源，故電源電壓為一個參數。一般電位器都有功耗限制，此數控電位器也不例外，最大電流及最大功耗、最大電壓都是它的極限參數。另外由于電子開關的影響，電位器有一個最小電阻（電子開關的導通電阻），男外還有一些其它參數。其極限參數歸納如下：

工作溫度：一650C～+135℃

貯存溫度：一65C～+150℃

x9313電壓調節電路圖（二）

采用此模塊控制液晶顯示屏對比度的電路只需改變液晶屏的Vo管腳連接，其他的連接與傳統的方法一樣。下圖以MSl2864一R液晶屏為例給出了此模塊的電路。MSl2864一R共有20個管腳，其中前3個管腳用來做對比度驅動。

下圖只給出了前3個管腳的連接，1、2管腳分別接地和電源，3管腳接數控電位器的輸出端5管腳，二者間連一個．40Ω精密電阻，起到匹配和保護作用，防止當數控電位器滑到最大端時5V電壓直接加在負載上。X9313的3個控制管腳lNC、U/D、CS分別接51單片機P11、P12、P13三個I/O口。

VH、VL分別接5V和地，這樣就可以通過程序控制給液晶提供0到5V間合適的對比度驅動電壓。

x9313電壓調節電路圖（三）

手控調壓電路如圖所示為。將VH端接+5V，VL接地。從VW端輸出0～+5V的可調電壓。R1、R2為上拉電阻。只要按動開關S1，輸出電壓就升高，每按一次電壓升高0．05V，最高可達5V。如果按住S2即為低電平，此時按S1則每按一次電壓降低0．05V。

x9313電壓調節電路圖（四）

這里以常用的AT89C2051單片機為例介紹數字電位器與單片機的接口電路。電位器的3個控制端分別接AT89C2051的P1．7、P1．6和P1．5。由R1、C1構成上電復位電路，C2、C3和石英晶體JT構成晶振電路。因為單片機I／O端口內部已有上拉電阻，所以上電時上述控制端均為高電平，電位器處于待機狀態，此時應用和上例相同。