按钮控制数控电位器X9511及其应用

弱电之家

在各类电子电路中，电阻是必不可少的重要器件。其参数选择的是否适当，直接影响到电路的正常运行。特别是在处理一些要求比较严格的模拟信号电路中，电阻的阻值更为重要。人们常用电位器或可调电阻替代关键部位的电阻，以便能够将其调整到最佳状态。由于机械电位器或可调电阻在调节时不易掌握，并且随着环境温度的变化及使用时间的延长，其阻值波动较大。本文介绍一种按钮控制数控电位器,美国Xicor公司的新产品X9511系列，可以改善以上的不足。

1.功能 

X9511系列包括X9511Z（最大电阻为1k　）和X9511W（最大电阻为10k　）两种，其内部包含有控制电路、5位二进制可逆计数器、32选1译码器、5位E2PROM存贮器以及电阻阵列，功能方框图如图1所示。电阻阵列包含31个电阻单元，在每个单元的两个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点。对滑动单元抽头点位置的访问由PU、 D两个输入端所输入的数据经5位加/减计数器计数、32选1译码器译码后控制单接点的电子开关来实现。在滑动端改变抽头位置时工作在"先接通后断开"的方式。X9511的分辨率等于最大的电阻值被31除。例如X9511W的每个抽头间的阻值为10k　/31=323　 。 

5位二进制加/减计数器计数达到一个极端时，不会循环回复，即当加计数时，不会由11111跳到00000；减计数时不会由00000跳到11111。控制电路负责控制5位E2PROM,在计数器所计数据（滑动端的位置）的贮存和掉电后再次上电时,对E2PROM存贮器所存数据操作调用。E2PROM所存数据可保存100年。

图1 功能框图 
2.管脚功能 
9511具有8引脚DIP、SOIC两种封装形式，如图2所示

图2 X9511的管脚排列图 
VH、VL：高电压端及低电压端，高、低电压端等效于一个机械电位器的两个固定端。 
V W：滑动端，相当于机械电位器的可移动端，滑动端的串联电阻（电子开关的导通电阻）典型值为40　。 

PU ：加计数输入端，具有去抖动功能，内部接有上拉电阻，平时能够保持PU端为高电平。当PU端输入低电平时，内部计数器开始执行加计数，滑动输出端向上移动，VL与VW之间的电阻增大，VH与VW之间的电阻减小。因为内部具有去抖动功能，所以输入低电平的时间必须大于40ms才算有效。输入低电平的时间大于40ms而小于1s时，以慢速方式计数，每250ms加1。输入低电平的时间超过1s时，在超出1s的时间范围内，以快速方式计数，每50ms加1。 

PD：减计数输入端，同PU输入端一样，具有去抖动功能，内部接有上拉电阻，平时能够保持 D端为高电平。当 D端输入低电平时，内部计数器开始执行减计数，滑动输出端向下移动，VL与VW之间的电阻减小，VH与VW之间的电阻增大。慢速计数方式和快速计数方式的特点与PU输入端完全一样。 

ASE：自动贮存使能端，内部同样具有去抖动功能，如果从上电开始一直保持输入低电平，当芯片内部电路检测到VCC跌至4V时,便可开始将计数器的值（滑动端的位置）自动贮存到E2PROM存贮器中，存贮时间至少需要2ms，在跌至3.5V之前必须存贮完毕。当电源恢复时存贮器的内容重新被调用。如果 ASE脚保持输入高电平，则不执行自动贮存功能，只有将电平拉低后再恢复到高电平时，其电平的上升沿使其执行一次贮存指令。如果ASE端在上电时保持高电平，而后再被拉低，则滑动端将不对PU和PD输入端作响应，直到ASE再被拉高并保持为高。 

VCC、VSS：电源输入端。 

3.工作参数 

（1）工作温度范围：　-65℃至+135℃。 

（2）温度系数（-40℃至+85℃） 

　　　X9511Z 　　　　+600ppm/℃ 

　　　X9511W　　　　+300ppm/℃ 

（3）电源电压 VCC=5V，工作电流最大为3mA。输入电阻两端相对于滑动输出端VW的电压VH及VL均可为-8V至+8V，25℃时的额定功率：X9511Z为16mW；X9511W为10mW。流过滑动端的最大电流为±1mA。 

4.应用 

X9511的应用前途十分广泛，可以应用于具有单片机控制的电路，也可以用于非单片机控制的电路。如果将其应用于各种家电产品中替代各种机械式电位器，可使产品提高一个档次。图3为X9511替代各种机械式电位器的电路连接图。（a）图用于自动贮存方式的典型电路，电容C可使断电时为自动贮存提供一个缓冲时间。KU、KD为用于加、减计数的轻触按键。（b）图用于由按钮开关控制贮存的典型电路。由于ASE端内部无上拉电阻，所以必须在外部接一上拉电阻，使之在不执行存贮任务时能够保持高电平，需要执行存贮任务时，只要轻轻按一下轻触按键KS，即可完成一次贮存任务。