数字电位器（Digital PotenTIometer）亦称数控可编程电阻器，是一种替代传统机械电位器（模仿电位器）的新式CMOS数字、模仿混合信号处理的集成电路。数字电位器选用数控办法调理电阻值的，具有运用灵敏、调理精度高、无触点、低噪声、不易污损、抗振荡、抗干扰、体积小、寿数长等明显长处，可在许多范畴替代机械电位器。
数字电位器一般带有总线接口，可经过单片机或逻辑电路进行编程。它合适构成各种可编程模仿器材，如可编程增益放大器、可编程滤波器、可编程线性稳压电源及腔调／音量操控电路，真实完成了“把模仿器材放到总线上”（即单片机经过总线操控体系的模仿功用块）这一全新规划理念。
现在，数字电位器正在国内外敏捷推行，并许多运用于检测仪器、PC、手机、家用电器、现代办公设备、工业操控、医疗设备等范畴。
1 根本作业原理
因为数字电位器可替代机械式电位器，所以二者在原理上有类似之处。数字电位器归于集成化的三端可变电阻器材其等效电路，如图l所示。当数字电位器用作分压器时，其高端、低端、滑动端别离用VH、VL、VW表明；而用作可调电阻器时，别离用RH、RL和RW表明。
图2所示为数字电位器的内部简化电路，将n个阻值相同的电阻串联，每只电阻的两头经过一个由MOS管构成的模仿开关相连，作为数字电位器的抽头。这种模仿开关等效于单刀单掷开关，且在数字信号的操控下每次只能有一个模仿开关闭合，然后将串联电阻的每一个节点衔接到滑动端。
数字电位器的数字操控部分包含加减计数器、译码电路、保存与康复操控电路和不蒸发存储器等4个数字电路模块。运用串入、并出的加／减计数器在输入脉冲和操控信号的操控下可完成加／减计数，计数器把累计的数据直接提供给译码电路操控开关阵列，一起也将数据传送给内部存储器保存。当外部计数脉冲信号中止或片选信号无效后，译码电路的输出端只需一个有用，所以只挑选一个MOS管导通。
数字操控部分的存储器是一种掉电不蒸发存储器，当电路掉电后再次上电时，数字电位器中仍保存着原有的操控数据，其间间抽头到两头点之间的电阻值仍是上一次的调整成果。因而，数字电位器与机械式电位器的运用作用根本相同。可是因为开关的作业选用“先衔接后断开”的办法，所以在输入计数有用期间，数字电位器的电阻值与期望值或许会有必定的不同，只需在调整完毕后才干到达期望值。
从图2能够看出，数字电位器与机械式电位器有2个重要差异：1）调整过程中，数字电位器的电阻值不是接连改动的，而是在调整完毕后才具有所期望的输出。这是因为数字电位器选用MOS管作为开关电路，并且选用“先开后关”的操控办法：2）数字电位器无法完成电阻的接连调整，而只能按数字电位器中电阻网络上的最小电阻值进行调整。
2 数字电位器的典型运用
数字电位器的运用广泛，并且依照不同的分类规范也有许多品种，可是根本原理是类似的，这儿以三线加／减式接口的数字电位器X9313为例，介绍数字电位器的运用。
2．1 内部结构及作业原理
X9313为工业级的32抽头数控电位器，最大阻值为10 kΩ，选用8引脚，有DIP、OIC、FSSOP 3种封装。X9313的内部功用框图，如图3所示。它由输入部分、5位E2PROM、存储和调用电路、32选l译码器、由MOS场效应管构成的32路模仿开关、电阻阵列6部分组成。其间输入部分是5位加／减计数器经过三线加／减式接口（）与单片机相连，其作业像一个升／降计数器，输出经译码，操控接通某个电子开关，这样就把电阻阵列上的一个点衔接到滑动输出端。电阻阵列由32个等值的电阻和与之相配套的电子开关组成。依据操控端的电平，计数器的内容还能够储存到非易失存储器中以便后续运用。
2个顶脚引线别离接VH和VL，中心抽头为VW。为3个操控端，其间，为片选端，为低电平时，X9313被选中。此刻才干接纳的信号。在下降沿使计数器增或减1。假如，滑动端向VH方向滑动，VW与VH之间的电阻减小一个阶值。反之，假如，滑动端向VL方向滑动。计数器输出译码后，经过32选1，使滑动端的方位沿电阻阵列移动。当计数器到达某个极点（00000或11111）时，不会循环回复，从00000主动变成1111l，或从11111变成00000，也就是说当为高电平而也为高电平时，计数器的值存储到非易失存储器中，体系上电时，器材主动将非易失性存储器中的值送到计数器，作为计数器的输出。
2．2 典型运用
2．2．1 手控调压电路
图4所示为。将VH端接+5V，VL接地。从VW端输出0～+5 V的可调电压。R1、R2为上拉电阻。只需按动开关S1，输出电压就升高，每按一次电压升高0．05V，最高可达5V。假如按住S2即为低电平，此刻按S1则每按一次电压下降0．05V。
2．2．2 X9313与单片机的接口电路
这儿以常用的AT89C2051单片机为例介绍数字电位器与单片机的接口电路。电位器的3个操控端别离接AT89C2051的P1．7、P1．6和P1．5。由R1、C1构成上电复位电路，C2、C3和石英晶体JT构成晶振电路。因为单片机I／O端口内部已有上拉电阻，所以上电时上述操控端均为高电平，电位器处于待机状况，此刻运用和上例相同。
相关程序代码如下：
上面的程序完成了使UD为高电平，此刻给数字电位器发送50个脉冲，增大电阻使高低端之间电压为2．5 V。经过单片机传给数字电位器脉冲信号来操控数字电位器的巨细，然后便利而准确地改动电阻值。可是在实践运用中，要注意对数字电位器的差错进行剖析和补偿。
3 完毕语
数字电位器是一种颇具发展前景的新式电子器材，在许多范畴可替代传统的机械电位器。其长处为：调理精度高；无噪声，作业寿数极长；无机械磨损；数据可读写；具有装备寄存器及数据寄存器；多电平量存储功用。它广泛运用于仪器仪表、计算机及通讯设备、家用电器、医疗保健产品、工业操控等范畴。任何需要用电阻来进行参数调整和操控的场合，都可运用数字电位器构成可编程模仿电路。可是在实践运用中应特别注意数字电位器的电阻调整差错，因为不同运用场合时的差错影响要素有所不同。因而在实践运用时，最好运用A／D转化电路对其进行准确丈量，并选用单片机对其补偿。
