按鈕控制數(shù)控電位器X9511及其應(yīng)用

濰坊高等?？茖W(xué)校 　陳勇

在各類電子電路中，電阻是必不可少的重要器件。其參數(shù)選擇的是否適當(dāng)，直接影響到電路的正常運(yùn)行。特別是在處理一些要求比較嚴(yán)格的模擬信號(hào)電路中，電阻的阻值更為重要。人們常用電位器或可調(diào)電阻替代關(guān)鍵部位的電阻，以便能夠?qū)⑵湔{(diào)整到狀態(tài)。由于機(jī)械電位器或可調(diào)電阻在調(diào)節(jié)時(shí)不易掌握，并且隨著環(huán)境溫度的變化及使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其阻值波動(dòng)較大。本文介紹一種按鈕控制數(shù)控電位器,美國(guó)Xicor公司的新產(chǎn)品X9511系列，可以改善以上的不足。

1.功能

X9511系列包括X9511Z（電阻為1k　）和X9511W（電阻為10k?。﹥煞N，其內(nèi)部包含有控制電路、5位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器、32選1譯碼器、5位E2PROM存貯器以及電阻陣列，功能方框圖如圖1所示。電阻陣列包含31個(gè)電阻單元，在每個(gè)單元的兩個(gè)端點(diǎn)都有可以被滑動(dòng)單元訪問(wèn)的抽頭點(diǎn)。對(duì)滑動(dòng)單元抽頭點(diǎn)位置的訪問(wèn)由PU、 PD兩個(gè)輸入端所輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)5位加/減計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)、32選1譯碼器譯碼后控制單接點(diǎn)的電子開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在滑動(dòng)端改變抽頭位置時(shí)工作在"先接通后斷開(kāi)"的方式。X9511的分辨率等于的電阻值被31除。例如X9511W的每個(gè)抽頭間的阻值為10k　/31=323　 。

5位二進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到一個(gè)極端時(shí)，不會(huì)循環(huán)回復(fù)，即當(dāng)加計(jì)數(shù)時(shí)，不會(huì)由11111跳到00000；減計(jì)數(shù)時(shí)不會(huì)由00000跳到11111?？刂齐娐坟?fù)責(zé)控制5位E2PROM,在計(jì)數(shù)器所計(jì)數(shù)據(jù)（滑動(dòng)端的位置）的貯存和掉電后再次上電時(shí),對(duì)E2PROM存貯器所存數(shù)據(jù)操作調(diào)用。E2PROM所存數(shù)據(jù)可保存100年。

2.管腳功能

9511具有8引腳DIP、SOIC兩種封裝形式，如圖2所示

VH、VL：高電壓端及低電壓端，高、低電壓端等效于一個(gè)機(jī)械電位器的兩個(gè)固定端。

V W：滑動(dòng)端，相當(dāng)于機(jī)械電位器的可移動(dòng)端，滑動(dòng)端的串聯(lián)電阻（電子開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻）典型值為40　。

PU ：加計(jì)數(shù)輸入端，具有去抖動(dòng)功能，內(nèi)部接有上拉電阻，平時(shí)能夠保持PU端為高電平。當(dāng)PU端輸入低電平時(shí)，內(nèi)部計(jì)數(shù)器開(kāi)始執(zhí)行加計(jì)數(shù)，滑動(dòng)輸出端向上移動(dòng)，VL與VW之間的電阻增大，VH與VW之間的電阻減小。因?yàn)閮?nèi)部具有去抖動(dòng)功能，所以輸入低電平的時(shí)間必須大于40ms才算有效。輸入低電平的時(shí)間大于40ms而小于1s時(shí)，以慢速方式計(jì)數(shù)，每250ms加1。輸入低電平的時(shí)間超過(guò)1s時(shí)，在超出1s的時(shí)間范圍內(nèi)，以快速方式計(jì)數(shù)，每50ms加1。

PD：減計(jì)數(shù)輸入端，同PU輸入端一樣，具有去抖動(dòng)功能，內(nèi)部接有上拉電阻，平時(shí)能夠保持 PD端為高電平。當(dāng) PD端輸入低電平時(shí)，內(nèi)部計(jì)數(shù)器開(kāi)始執(zhí)行減計(jì)數(shù)，滑動(dòng)輸出端向下移動(dòng)，VL與VW之間的電阻減小，VH與VW之間的電阻增大。慢速計(jì)數(shù)方式和快速計(jì)數(shù)方式的特點(diǎn)與PU輸入端完全一樣。

ASE：自動(dòng)貯存使能端，內(nèi)部同樣具有去抖動(dòng)功能，如果從上電開(kāi)始一直保持輸入低電平，當(dāng)芯片內(nèi)部電路檢測(cè)到VCC跌至4V時(shí),便可開(kāi)始將計(jì)數(shù)器的值（滑動(dòng)端的位置）自動(dòng)貯存到E2PROM存貯器中，存貯時(shí)間至少需要2ms，在跌至3.5V之前必須存貯完畢。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)存貯器的內(nèi)容重新被調(diào)用。如果 ASE腳保持輸入高電平，則不執(zhí)行自動(dòng)貯存功能，只有將電平拉低后再恢復(fù)到高電平時(shí)，其電平的上升沿使其執(zhí)行貯存指令。如果ASE端在上電時(shí)保持高電平，而后再被拉低，則滑動(dòng)端將不對(duì)PU和PD輸入端作響應(yīng)，直到ASE再被拉高并保持為高。

VCC、VSS：電源輸入端。

3.工作參數(shù)

（1）工作溫度范圍：　-65℃至+135℃。

（2）溫度系數(shù)（-40℃至+85℃）

　　　X9511Z 　　　　+600ppm/℃

　　　X9511W　　　　+300ppm/℃

（3）電源電壓 VCC=5V，工作電流為3mA。輸入電阻兩端相對(duì)于滑動(dòng)輸出端VW的電壓VH及VL均可為-8V至+8V，25℃時(shí)的額定功率：X9511Z為16mW；X9511W為10mW。流過(guò)滑動(dòng)端的電流為±1mA。

4.應(yīng)用

X9511的應(yīng)用前途十分廣泛，可以應(yīng)用于具有單片機(jī)控制的電路，也可以用于非單片機(jī)控制的電路。如果將其應(yīng)用于各種家電產(chǎn)品中替代各種機(jī)械式電位器，可使產(chǎn)品提高一個(gè)檔次。圖3為X9511替代各種機(jī)械式電位器的電路連接圖。（a）圖用于自動(dòng)貯存方式的典型電路，電容C可使斷電時(shí)為自動(dòng)貯存提供一個(gè)緩沖時(shí)間。KU、KD為用于加、減計(jì)數(shù)的輕觸按鍵。（b）圖用于由按鈕開(kāi)關(guān)控制貯存的典型電路。由于ASE端內(nèi)部無(wú)上拉電阻，所以必須在外部接一上拉電阻，使之在不執(zhí)行存貯任務(wù)時(shí)能夠保持高電平，需要執(zhí)行存貯任務(wù)時(shí)，只要輕輕按一下輕觸按鍵KS，即可完成貯存任務(wù)。