基于數字電位器MAX5481的原理及其應用

李錫瑞

[摘 要]MAX5481是10位、非易失、線性變化的數字電位器。采用軟件控制實現系統的遠程控制,設置,可使系統更加靈活、功能更加廣泛,從而解決了模擬電位器的諸多缺點和限制。文中介紹了MAX5481的性能特點和引腳功能,并給出了典型應用。

[關鍵詞]MAX5481 單片機 功能特點 應用

[中圖分類號]TM301[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2009)12-0071-03

1 概述

MAX5481[1]是10位非易失、線性變化、可編程分壓器和可變電阻器,能實現機械電位器的功能,采用可引腳配置的3線串行SPITM兼容接口或增/減數字接口替代了機械裝置。它是一個3端分壓器,其具有內部、非易失、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM),用于存儲上電時滑動端的初始位置。3線SPI兼容串行接口允許以高達7MHz的數據速率進行通信。還提供引腳可選的增/減數字接口。MAX5481非常適合需要數字控制電位器的應用場合。用作分壓器或可變電阻器時提供兩種端到端電阻(10k和50k)。端到端標稱電阻溫度系數為35ppm/°C,比例溫度系數僅為5ppm/°C,因此這些器件非常適用于那些要求低溫度系數分壓器的應用,例如低漂移、可編程增益放大器。采用+2.7V至+5.25V單電源供電或±2.5V雙電源供電。向非易失存儲器寫數據時,該系列器件消耗400μA(最大值)電源電流,待機電源電流為1.0μA(最大值)。MAX5481采用節省空間的(3mmx3mm)、16引腳TQFN或14引腳TSSOP封裝,可工作在擴展級(-40°C至+85°C)溫度范圍。

2 MAX5481的主要特點如下:

(1)1024個抽頭位置;(2)上電具有非易失滑動端記憶功能;(3)16引腳TQFN封裝或14引腳TSSOP封裝形式;(4)端到端電阻溫度系數為35ppm/°C;(5)比例溫度系數為5ppm/°C;(6)提供兩種端到端電阻10k和50k;(7)采用可引腳配置的串行SPITM兼容接口或增/減數字接口;(8)待機電源電流為1.0μA(最大值);(9)采用+2.7V至+5.25V單電源供電或±2.5V雙電源供電。

3 MAX5481的引腳說明及其應用

3.1 MAX5481的引腳說明

MAX5481有TQFN或TSSOP封裝形式,圖1為芯片TSSOP封裝形式的管腳排列,各引腳功能如表1所列。

3.2 應用說明

MAX5481線性可編程分壓器有1024個抽頭。這些設備由或干相同阻值的阻段排成一行,通過一個可引腳配置的3線串行SPITM兼容接口或增/減數字接口,使得滑動端在1024個觸點上移動。當滑動端W為輸出,MAX5481線性可編程分壓器提供加權平均電壓值在高端H與低端L間輸入。所有數據位為零時滑動端輸出最低電壓值;所有數據位為1時滑動端輸出最高電壓值(見圖2)。

運用MAX5481在恒溫電橋的控制中,能夠精確的調節控制。如圖2中所示,數字電位器MAX5481與一個恒定電阻的并聯阻值由所需的工作溫度而定,控溫體的溫度由檢測,平衡時=,當時,橋路輸出一個大小、極性對應于溫度偏差的偏差電壓Vi,Vi經微伏放大器,功率放大器放大后提供一直流加熱電流,使偏差消除進入恒溫狀態。數字電位器與恒定電阻R3的并聯阻值由改變數字電位器的阻值而改變,而數字電位器的阻值則靠修改LCD中預設的溫度值來改變。

4 應用設計

4.1 單片機接口硬件電路

MAX5481與單片機[2][4]連接的硬件電路如圖3所示。

電路設計中直接用單片機的I/O口控制數字電位器MAX5481,其中片選信號,時鐘信號,數據信號分別用P1.4,P1.6,P1.7引腳控制。此處MAX5481的 6引腳接高電平,選擇SPI接口方式。

4.2 軟件設計部分

MAX5481的工作時序如圖4所示。當MAX5481的片選信號出現一個下降沿時,寫命令開始,再出現一個上升沿時寫命令結束。在時鐘引腳的上升沿,將DIN引腳的數據寫入MAX5481,要把數據寫入鎖存器時,需要24個時鐘周期才可以把命令及數據寫入MAX5481;要在鎖存器和寄存器之間復制數據,可以采用8個時鐘來寫命令,也可以采用24個時鐘把命令和數據寫入MAX5481.

系統軟件主要分為初始化、計算數字電位器應達到的阻值、依據MAX5481時序寫入命令,寫入阻值3部分。軟件流程圖如圖5所示。

MAX5481簡單易用,解決了模擬電位器的諸多缺點和限制。尤其是利用軟件控制的數字電位器可以實現系統的遠程控制、使用更加便捷,功能更強大。

[參考文獻]

[1] MAX5481 Data Sheet.2007年4月.

[2] 何立民主編,單片機高級教程——應用與設計[M].北京航空航天大學出版社,1999.

[3] 馬忠梅,籍順心,張凱,馬巖等.單片機的C語言應用程序設計[M].北京航空航天大學出版社,1997年.

[4] 張振榮,晉明武,王毅平等.MCS-51單片機原理及實用技術[M].人民郵電出版社,2000年3月.