高分辨率数字电位器X9241的软件实现
引 言
与机械电位器相比,数字电位器有许多优点。但是在有些应用场合,数字电位器的分辨率往往达不到设计要求,通常最大抽头数为1 024。以X9241为例,内部包括一个I2C接口和4个64抽头的数字电位器,可独立使用,也可串联使用,如按常规方法使用,其分辨率较低,即使4个电位器串联,也只能达到256个抽头。本文提出了一种软件、硬件结合的方法,可使电位器的中间抽头数达到8 001个,分辨率达到0.008%。
1 设计原理
1.1 基本原理
高分辨率数字电位器POT由4个电位器组成,如图1所示,4个数字电位器POT0、POT1、POT2、POT3均为64抽头数字电位器。POTO、 POT3的固定端并联,滑动端分别接POT12的固定端。POT12由POT1、POT2串联,组成一个127抽头的电位器。4个独立电位器阻值相等,可根据需要选取。高分辨率数字电位器的固定端为VH、VL,滑动端为VW,VW由POT1、POT2的2个滑动端并连。
假设POT0、POT1、POT2、POT3、POT12的滑动端位置分别为x0、x1、x2、x3、y,POT的滑动端位置为z。
现采取以下控制策略:
①若POT3的滑动端位置为x,则POTO的滑动端位置同步调节到x+1,即两电位器始终保持1的间隔,相当于粗调节;
②调节POTl2滑动端位置y,相当于把间隔为1的区间再细分若干等分,即细调节。
采用等校电路法,可得到z与x、y的关系。
设VL、VH端电位分别为0、U,滑动端电位为UW,根据电学公式可得:
其中,U0W、U1W分别为POT1、POT1滑动端输出电位,并加到POT12的两个固定端。
由式(1)、式(2)推出式(3),得VW端输出电位。
即电位器POT的滑动端相对于VL的电阻阻值为:
若规定z的步进增量为1,则有:
其中,R为电位器固定端的阻值,x的取值范围为0~62,y的取值范围为0~127。z的取值范围为0~8 001。分辨率为O.008%,中间抽头数为8 001个。
因为x、y、z均为整数,所以有:
即x为z/127的取整,y为z/127的取余。
1.2 控制算法
式(5)、(6)即为实现高分辨率数字电位器的基本公式。为了软件设计,还必须建立POT的中间抽头位置z与POT0、POT1、POT2、POT3的中间抽头位置的关系。
根据图1可知:
2 硬件电路
2.1 X9241数字电位器
X9241是Xicor公司生产的数字电位器,内部包括1个I2C接口和4个64位数字电位器POTO、POT1、POT2、POT3。每个数字电位器由电阻阵列及与之对应的滑动端计数寄存器WCR、4个位数据寄存器R0~R3等部分构成。其引脚配置如图3所示。
- 瑞典在造纸机上产出纸基电池AV音响昆明二手铣床框架眼镜电机冲片Frc
- 浙江pvc市场继续下滑资阳换向阀广告礼品硬盘盒钣金模具Frc
- 陈登树好的产品和服务才会有长久的生命力终端器流苏芝麻酱公司保洁军事装备Frc
- 盐业需要复合膜小包装袋汕尾钢板模架数据服务制瓦机砂铸件Frc
- 包装用马口铁的应用与发展荥阳线控器扫地机轴承磨床橡胶垫片Frc
- 复合软塑包装材料的发展动向辽阳纸箱机械旋涡泵数控刀具陶瓷滤料Frc
- 华菱在产业转移中谋崛起导杆阳极拖车调速器武术馆埋夹机Frc
- 曲面成为显示黑马备受用户与市场青睐东方通用涂料服装机械电教设备穿刺饰Frc
- 飞利浦照明中国西区首家体验中心落户西安剥皮机自助旅游板岩技术书台上盆Frc
- 如何正确去除车窗薄雾桦甸小型车陶瓷岩泡沫机鲟鱼养殖Frc