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1、数字电位器的控制数字电位器简介：数字电位器是采用CMOS工艺制成的数模混合信号处理集成电路，也称数控可编程电阻器。采用是数控方式调节电阻值大小，多用多晶硅或薄膜电阻材料，从而有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声等特点。同时有体积小、节省印制板空间，易于安装，不易污损、抗振动、抗干扰、寿命长、不易受环境温度影响等优点。基于上述内容，数字电位器已被广泛用于医疗保健设备、仪器仪表、通信设备、工业控制、家用电器、数码产品等各领域。数字电位器是一种有发展前景的新型器件。与机械电位器相比，具有许多优点，在许多领域可取代机械电位器。任何用电阻进行参数调整、校准或控制的
2、领域，都可用数字电位器构成可编程模拟电路进而进行调整。一、实验目的：根据时序图和真值表设计按钮控制数字电位器控制电路：1．基本要求：按住控制键，数字电位器阻值连续变化。2．扩展要求：可使用Protues等软件进行仿真设计。*3．扩展电路要求：按住控制键，数字电位器阻值连续变化且变化速度递增/递减。二、实验仪器1.带有异步置位、复位端的JK触发器，NE555，74LS04非门。2.X9C104数字电位器。3.电阻，单刀单掷开关和双刀双掷开关，导线。三、实验原理：1．电位器原理：数字电位器属集成化三端可变电阻器件，等效电路如图1所示。当数字电位器作分压器使用时
3、，其高、低、滑动端电压分别用UH、UL、UW表示；作可调电阻器使用时，其高、低、滑动端电阻分别用RH、RL、RW表示。图1等效电路将n个阻值相同或不同电阻串联在UH、UL端之间，每个电阻两端分别经过一个由CMOS管而构成模拟开关连在一起，作为数字电位器抽头，在数字信号控制下每次只能有一个模拟开关闭合，从而将串联电阻的一个节点连接到滑动端。亦即，当外部计数脉冲信号停止或片选信号无效后，译码电路输出端只有一个有效，故只选择一个MOS管导通。数字电位器的内部简化电路，如图2所示。图2内部简化电路数字控制部分的存储器是一种断电非易失性存储器，电路再次上电时，数字电
4、位器中仍保存着原有控制数据，其中间抽头到两端点之间的电阻值仍是上一次的调整结果。数控电位器的原理示意图如图3所示。假定数控电位器为16抽头，步进量为660Ω，滑动端每移动一步，输出电阻值就增加660Ω。考虑到滑动端无论处于哪一位置，都接着一只模拟开关，该模拟开关的电阻值就是滑动端电阻，也是数控电位器的起始电阻。现假定滑动端电阻为100Ω，当滑动端移动15步时就到达RH端与RL端之间的输出电阻应为100Ω+660Ω×15=10Ω。图3数控电位器的原理示意图2．电路控制原理： 电位器CS端在器件工作期间保持为低电平。INC为脉冲信号，U/D端为电位器阻值或电压
5、的调节端。在CS端与INC端正常工作的状态下，当U/D端为高电平的时候，电位器的阻值或电压逐渐变大，当U/D端处于低电平时，则相反。当CS端和INC端同时为高时将当前的寄存器数据锁存入存储器,达到重新上电后数字电位器阻值不变的目的。数控电位器控制时序图如下：CSINCU/DCSINCU/D方式LH向上滑动LL向下滑动HX存储滑动位置HXX等待电流LX不存储，返回等待图4引脚配置及引脚说明引脚配置如下图所示：3．NE555构成的多谐振荡器由555定时器组成的多谐振荡器如图(C)所示，其中R1、R2和电容C为外接元件。电路没有稳态,只有两个暂稳态,也不需要外加
6、触发信号,利用电源Vcc通过R1和R2向电容器C充电,使Uc逐渐升高,升到2VCC/3时,Uo跳变到低电平,放电端D导通,这时,电容器C通过电阻R2和D端放电,使Uc下降,降到VCC/3时,Uo跳变到高电平,D端截止,电源Vcc又通过R1和R2向电容器C充电。如此循环,振荡不停,电容器C在VCC/3和2VCC/3之间充电和放电,输出连续的矩形脉冲,其波形如图(D)所示。由图（D）可知，振荡周期。为电容充电时间，为电容放电时间。充电时间放电时间矩形波的振荡周期因此改变、和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率。对于矩形波，除了用幅度，周期来衡量外，还有一个参
7、数：占空比q，q=（脉宽）/（周期T），指输出一个周期内高电平所占的时间。图（C）所示电路输出矩形波的占空比。4．带异步置位，复位端的JK触发器构成的T触发器由于T触发器没有专门的商品电路，通常由JK触发器构成，先来了解下JK触发器，因为JK触发器属于主从触发器，所以触发条件为一个正脉冲，即这样一个波形：_
8、¯
9、_。所以它的状态转换表为表1CPJKQn+1Qn+1的非0--QnQn的非_
10、¯
11、_00QnQn的非_
12、¯
13、_0101_
14、¯
15、_1010_
16、¯
17、_11Qn的非Qn因此JK触发器有这样的表达式：所以把JK触发器改装成T触发器非常简单，如图5所示图5J
18、K触发器构成的T触发器由JK触发器的公式可知，当J=K=T时，则可
