按键式数字电位器X9511的工作原理及应用

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Ｘ９５１１是理想的按键式数字电位器。它内含３１个串联电阻阵列、３２个抽头。抽头位置由两个按键控制，并且可以被储存在一个Ｅ２ＰＲＯＭ存储器中，以供下一次通电时重新调用，自动恢复抽头位置。Ｘ９５１１有１ｋΩ和１０ｋΩ的Ｘ９５１１Ｚ和 Ｘ９５１１Ｗ两种规格。一、Ｘ９５１１的特点●低功耗ＣＭＯＳ；●按钮控制，使用方便，灵活；●工作电流最大８ｍＡ，等待电流最大２００μＡ；●具有温度补偿；●在电位器两固定端可施加－５Ｖ至＋５Ｖ电压；●３２个滑动抽头点，滑动端的位置由两个按钮控制；●具有慢速和快速扫描方式，当按钮按下后又立即断开时，滑动抽头移动到向上或向下的相邻抽头位置，当按钮按下后不放（保持接通状态）时，滑动抽头点快速连续向上或向下移动； ●具有自动和手动储存滑动抽头位置的选项；●滑动端位置数据可保存１００年。二、工作原理Ｘ９５１１内部由计数器、存储器、译码器、模拟开关和电阻阵列等电路组成。其原理框图如图１所示。计数器是一个５位可逆计数器，用于对控制信号ＰＵ（或ＰＤ）进行加（或减）计数，计数器的计数值可以在ＡＳＥ的控制下储存在非易失性存储器中。计数器的数值经过３２选１译码器译码后控制模拟开关。３２个模拟开关相当于电位器的３２个抽头。电阻阵列由采用集成电路工艺制作的３１个串联在一起的电阻构成。电阻两端分别连接模拟开关的一端，而模拟开关的另一端连接在一起构成数字电位器的 滑动端（ＶＷ），由译码器的输出端控制模拟开关的通断，以实现滑动抽头位置的变化。 　　Ｘ９５１１的计数器电路具有以下特点：１．输入端具有内部上拉电阻和消除开关抖动的干扰电路，当输入脉冲宽度小于４０ｍｓ时，计数器将其视为干扰信号不进行计数；２． ＰＵ和ＰＤ引脚可直接连接一个按钮开关到地，当按钮按下时，在ＰＵ或ＰＤ端产生一个负脉冲，使计数器进行加１（按ＰＵ键）或减１（按ＰＤ键）计数；３． 能将计数值储存在非易失性存储器Ｅ２ＰＲＯＭ中长期保存；４． 能在上电时自动将Ｅ２ＰＲＯＭ中的数据恢复到计数器中；５． 当计数器计数到最大值“３１”时，ＰＵ按键失效，计数到最小值“０”时，ＰＤ按键失效，避免循环计数，保证电位器调到最大位置时不会跳到零位或调到零位时跳到最大位置。６． 具有慢速和快速计数选择。当输入负脉冲宽度小于２５０ｍｓ时为慢速计数方式，按一下按键计数器加１（或减１），当脉冲宽度大于２５０ｍｓ时，计数器为快速（连续）计数方式，在１秒钟以内时，以２５０ｍｓ的速率连续计数。按键按下的时间大于１秒后，计数器以５０ｍｓ的速率递增或递减，直到滑动端滑到最高或最低抽头位置。当按键一释放，计数器立即停止计数，返回到等待状态。三、引脚定义和功能Ｘ９５１１有Ｐ８和Ｓ８两种封装形式，各引脚功能见附表。四、应用电路图２是用Ｘ９５１１组成的０～＋５Ｖ可调分压电路。ＲＨ 端接＋５Ｖ，ＲＬ端接地，从ＲＷ 端输出０～＋５Ｖ可调电压。按动开关Ｋ１，输出电压增大，最大为＋５Ｖ。按动Ｋ２时电压减小，最小为０Ｖ。因为接＋５Ｖ，所以对抽头位置不进行记忆，每次通电时，输出电压自动调整在０Ｖ位置，输出电流１ｍＡ 。图３是在图２的基础上增加扩流电路，以满足系统的使用要求。扩流电路由运算放大器μＡ７４１担任，在电路中将其连接成典型的电压跟随器，输出电流可达２５ｍＡ。图４和图５分别是具有手动储存和自动储存功能的两种应用电路。图４中ＡＳＥ引脚通过电阻Ｒ接到＋５Ｖ电源，平时为高电平。当按键Ｋ３按下并释放后就完成一次手动的滑动端位置的储存，将当前的滑动端位置储存到Ｅ２ＰＲＯＭ中作为滑动端下一次上电时的初始位置。图５中ＡＳＥ引脚接到电源＋５Ｖ，使ＡＳＥ一直处于使能状态，当电源断电时，Ｘ９５１１则自动将当前滑动端位置储存到Ｅ２ＰＲＯＭ中。