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数控电位器x9313 及其应用.pdf
数控电位器X9313
数控电位器，顾名思义，可以理解为由数字信号控制的电位器，其基本结构是一个包含有若干个电阻单元的电阻阵列，在每两个单元间和二个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点，由外部控制器选择不同的抽头得到不同的阻值。X9313是基于此原理的固态非易失性电位器。
它主要由电阻阵列、转换门、32选1译码器、5位加减计数器、5位非易失性存储器、存取控制电路等组成。X9313的电阻阵列包含有31个电阻，每个电阻的两端都可以通过转换门的控制接通数控电位器的抽头点；5位加减计数器是记录输入端的脉冲个数的；5位非易失性存储器用来保存计数器的数据，以备下次通电时使用；存取控制电路是控制5位非易失性存储器中计数值的存取；32选1译码器是根据计数器的数值进行译码来控制转换门中的一个MC）S管导通。X9313具体包括有1K、10K、50K几种阻值，该芯片是一个8管脚的芯片，包括有双列直插DIP封装、更小的贴片MSOP封装。下图是X9313的直插封装的管脚图。
图中VL、VH、VW对应电位器的3个管脚，VH为最大值，VL为最小值，VW为可调输出端。VCC和VSS为芯片的电源和地线。lNc、LJ/D、cS管脚为控制管脚，其中CS为片选信号，低电平使能芯片。此外，当_cS的上升沿到来时，如果lNC管脚为高则保存当前计数值，掉电后恢复上次保存的值，反之则不保存当前值；_N6管脚输入变化脉冲，每来一个下降沿，计数器变化一次，电阻相应改变一次；电阻变化趋势由U/D管脚状态决定，LJ/D表示UP和DOWN，该管脚为高电平则阻值依次增加，低电平依次减小，芯片工作时序见下图所示。
下图2中tlw是从数字信号输入到VW端电压量改变的延时，典型值为100us，响应比较快。
x9313电压调节电路图（一）
1、x9313芯片选型及内部结构
x9313系列为32阶数控电位器最大阻值有lkQ、lOk欧、50kQ、100kQ四种，具体情况参见表1。x9313采用8脚封装，有D1P，SOIC、TSSOP三种形式。
x9313的内部框图如图2所示。它由输入部分、非挥发存贮器和电阻阵列3大部分组成。输入部分的工作就象一个升降计数器，升／降计数器的输出经过译码去控制接通某个电子开关，这样就把电阻阵列上的一个点连接到滑动输出端。电阻阵列是由32个等值的电阻和与之配合工作的电子开关组成。根据控制端的电平，计数器的内容还可以贮存到非挥发存贮器中以便以后使用。
2、工作原理
图2 x9313功能方框图
电位器的两个顶脚引线接为VH和VL，
3、x9313的基本性能
此数字电位器的输入为TTL/CMOS兼容。由于内部使用电子开关，故正常工作时需要外接电源，故电源电压为一个参数。一般电位器都有功耗限制，此数控电位器也不例外，最大电流及最大功耗、最大电压都是它的极限参数。另外由于电子开关的影响，电位器有一个最小电阻（电子开关的导通电阻），男外还有一些其它参数。其极限参数归纳如下：
工作温度：一650C～+135℃
贮存温度：一65C～+150℃
x9313电压调节电路图（二）
采用此模块控制液晶显示屏对比度的电路只需改变液晶屏的Vo管脚连接，其他的连接与传统的方法一样。下图以MSl2864一R液晶屏为例给出了此模块的电路。MSl2864一R共有20个管脚，其中前3个管脚用来做对比度驱动。
下图只给出了前3个管脚的连接，1、2管脚分别接地和电源，3管脚接数控电位器的输出端5管脚，二者间连一个．40Ω精密电阻，起到匹配和保护作用，防止当数控电位器滑到最大端时5V电压直接加在负载上。X9313的3个控制管脚lNC、U/D、CS分别接51单片机P11、P12、P13三个I/O口。
VH、VL分别接5V和地，这样就可以通过程序控制给液晶提供0到5V间合适的对比度驱动电压。
x9313电压调节电路图（三）
手控调压电路如图所示为。将VH端接+5V，VL接地。从VW端输出0～+5V的可调电压。R1、R2为上拉电阻。只要按动开关S1，输出电压就升高，每按一次电压升高0．05V，最高可达5V。如果按住S2即为低电平，此时按S1则每按一次电压降低0．05V。
x9313电压调节电路图（四）
这里以常用的AT89C2051单片机为例介绍数字电位器与单片机的接口电路。电位器的3个控制端分别接AT89C2051的P1．7、P1．6和P1．5。由R1、C1构成上电复位电路，C2、C3和石英晶体JT构成晶振电路。因为单片机I／O端口内部已有上拉电阻，所以上电时上述控制端均为高电平，电位器处于待机状态，此时应用和上例相同。
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