电位器是一种可变电阻，可以在电路中控制电阻、电流和电压，通过电路达到一定的输出，我们已经知道电阻的基本知识以及它们是如何工作的。电位器只是一个可变电阻，有时也被称为变阻器，你们可能在物理实验室里见过，它由一个绕在圆柱形平台上的金属线圈组成，这个平台由一个滑动触点组成用来控制电路的电阻。典型的变阻器如下图所示

电位器(POT)有类似的功能，但在有限的空间和有一个不同的设计像典型无线电电位器，预设电位计，拨轮电位计等。你可能在不知不觉中在许多地方使用了电位器，例如，音响中的音量控制器就是电位器，用于控制吊扇速度的调节器也是电位器的一种形式。类似地，任何通过改变电阻、电流和电压来控制系统输出的东西都是电位计的一种形式。所有这些都是为了让你明白电位器是多么的重要，现在如果你想自动控制音量或调你的收音机，而不是实际转动旋钮?这就是数字电位器的用武之地。在这篇文章中，我们将学习更多关于数字电位器的知识，它们是如何工作的，以及你如何使用它们。

什么是数字电位器?

机械电位器用于手动控制，需要通过物理改变设备的电阻来改变输出。但是数字电位器可以根据给定的条件自动改变其电阻。一个数字锅就像一个电位器，它的电阻可以通过数字通信(如I2C, SPI)来改变，而不是直接旋转旋钮。

机械式电位器被称为“锅”，因为它的结构像锅一样，由输入、输出和接地三个端子组成，其顶部有一个控制器，用于控制电阻，使其顺时针或逆时针转动。

壶的最大缺点是，它们很容易受到环境因素的影响，如灰尘，污垢，和水分，可能会密封雨刷轴，这使它们不适合某些类型的应用。为了克服这些缺点，数字电位器还是短时间的digiPOT在不改变工作性质的情况下，数码壶可以在有振动和灰尘、灰尘、湿气、油脂等颗粒的环境中工作。

为什么数码壶比炊具更受欢迎?

由于数码壶封装在集成电路中，因此在各种环境条件下都能得到更好的保护。它们不容易受到振动的影响，也不会被物理篡改，这使得它们使用起来更可靠。数码锅可以装入2.9mm x2.8mm的微型IC封装中，甚至更小的空间，可以很容易地安装在PCB板上。最常用的是MCP41010数字电位计集成电路下面是播种

的MCP41010包括在单个包中的数字壶四组，以及关机模式和可编程的预设位置上电源雨刷位置。它们为各种应用提供更高的分辨率，更大的稳定性和固态可靠性。

数字电位器的工作

为了了解数字电位器是如何工作的，让我们看看数字电位器的结构．它真的很简单，因为它在电路中只有一个功能，即根据给定条件控制电流/电压。电子电位器的模块包括一系列电阻、一个存储单元和一个控制/接口单元

一系列的电阻

数字壶是通过连接一系列电阻在一个梯形结构;梯的每一级都有一个与电位器输出相连的开关。该装置的电阻是由计算步数它有，步数越高，电阻值越大。

所以，为了确定步数你需要使用位值如果数字位有N个位，就意味着它有2个^N步骤。例如，如果位的个数是6，那么就是2⁶= 64步，如果位数是9，则为2⁹= 512步。

内存单元

所有的数字设备都有某种存储来进行操作，因为数字电位器也是数字设备的一种，它们也有一个存储单元。它们大多有一个易失性存储单元，易失性存储单元只在操作期间使用，一旦关闭，它们将不存储任何先前的信息。因此，大多数数字壶在重新启动时从第一步开始，在某些情况下，这些设备与FPGA或微控制器接口来存储最后的位置。

市场上有一些特殊的数字电位器，使用非易失性存储器，电位器的最后一步存储在设备中，这样即使在设备关闭后，设备的最后一步也会保留。

控制与接口单元

控制单元是数字电位器最重要的单元，它是数字电位器与传统电位器的区别所在。控制单元是控制信号从控制器发送的地方单片机就像Arduino改变数字电位器的电阻。

几乎所有的电位器都有一个同步或异步串联总线作为控制单元的接口，除此之外，一些数字电位器使用控制逻辑或前面板开关。的递增/递减接口总线是数字电位器中最常用的异步总线，它利用了一个向上/向下计数器。吹出的方框图显示了一个数字电位器，带有增量/减量控制界面。

增加/减少接口使用了三个信号，从上图中可以看到，这些信号是

CS:CS是芯片选择(CS)信号，当它被启用时，它被用作多个数字罐应用程序的地址输入。

U / D:壶的刮水器应上下移动，以增加或减少电位器的电阻。该进程由Up/down (U/D)信号启动。

公司:增量(INC)信号也用于移动雨刷器，雨刷器在增量信号的每一个下降沿移动。

正如我所说的，递增/递减接口是最常用的异步总线，同样，最常用的同步总线是SPI, I²C、双线和类似微线的总线。走出这些公共汽车，我²C和SPI是最受欢迎的接口类型。下面的博客图显示了一个数字电位器I2C控制接口．

我的²C总线有两个主要信号，即

sci / SCK:它是接口的串行时钟来同步控制部分。

SDA:SDA可扩展为串行数据，使用串行数据线将数据从接口传输到控件。SDAs本质上是双向的，因此它们可以在两个方向上进行通信。

同样的SPI控制接口数字电位器有四个主要信号如下所示。控制器可以是任何微控制器Arduino，图片，AVR的或覆盆子π外设可以是任何数字电位器

CS:如果接口上连接了多个控制系统，则使用CS (Chip Select) / SS (Slave Select)选择所需的控制系统。

SCK:SCK是该接口的串行时钟。

SDI:SDI代表从站数字输入，这里从站可以是控制系统，因此从控制系统的输入作为SI信号交付。

SDO:SDO代表从站数字输出，与从站输入类似，SO是接口向控制系统输出的信号。

如何选择一个数字电位器的应用?

如果你想为你的应用选择正确的数字电位器，你应该考虑以下参数

电阻配置

您必须选择您的数字电位器应该如何操作，因为数字电位器可以在两种不同的配置中操作，一个作为电位器或变阻器。

在电位计模式，配置由A、B、W三个端子组成，其中数字电位器作为电压驱动器。刮水器的终端电压与施加在A和B端子之间的电压和R处的电阻成正比_{亚历山大-伍尔兹}& R_白平衡。电位器配置主要用于DAC, LCD V等应用_COM调整和模拟信号衰减。

在变阻器模式，数字电位器将作为数字控制变阻器工作，其中只考虑两个终端，未使用的终端可以不使用，也可以绑定到W端。该设备的端对端电阻为2^N触点可由雨刷端子接触。所产生的电阻可以在A端子和雨刷之间测量(R_{亚历山大-伍尔兹})或在雨刷与B (R_白平衡)．变阻器模式主要用于惠斯通电桥校准、运放增益控制和模拟滤波调谐等应用。

数字接口

数字接口用于向数字电位器提供控制信号，必须在SPI、I中选择最适合自己应用的数字接口²C、Push Button和Up/Down接口。正如我们已经知道的接口，这里我只是包含了接口之间的一些关键区别。SPI型数字电位器的工作速度高达50 MHz时钟率，而我²Ctype可支持标准和快速模式，最高可达400 kHz时钟速率。按钮型数字电位器可以通过添加两个按钮开关和上/下类型接口可由任意主控制器或离散逻辑或手动与旋转编码器操作。

内存

在电位器中有不同类型的内部存储器确定刮水器的起始位置，根据内存的类型可以选择不同的初始位置来得到不同的雨刷。在数字电位器中使用的四种类型的内部存储器分别是挥发性存储器、一次性可编程存储器(OTP)、多时间可编程存储器(MTP)和EEPROM

电源电压

你必须知道可以施加到端子A, B和W的最大信号电压，其中正V_DD和- V_党卫军定义电压边界。如果施加的电压超过设定值，V_DD或V_党卫军将被内部正向偏置二极管箝位。

端到端阻力

端到端电阻是两个端子之间的最大电阻值。有广泛的电位计端到端电阻范围从1kΩ到1MΩ。最常用的数字电位器类型将有一个电阻10kΩ除了这个5,50和100kΩ数字电位器也被使用。

决议

分辨率是电位器的位值，用来确定雨刷的步骤。您必须选择足以适合您的应用程序的分辨率。最常用的分辨率是8、5和10位。

性能

如果您希望您的电位器在应用程序中表现良好，您必须考虑以下关键参数，并选择适合您的应用程序的值。一些重要的关键参数是电阻公差误差，数字电位器温度系数和带宽

包

数字电位器有各种类型的封装，如MSOP, SC70, TSSOP, SOIC等。分析您的应用程序，并选择最适合的包，以更好的和具有成本效益的交付操作。

数字电位器的应用

数字电位器可以用于任何类型的应用，任何修剪电位器或现有电阻是使用的，因为它们可以通过闭环控制。数字电位器最常见的应用是音频音量控制。下面给出了一个典型的应用电路图，其中AD5259集成电路与一个运放放大器IC控制输出音频的音量(增益)。

以下是数字电位器可以使用的一些应用

• 调节音响和其他电器的音量
• 调节led的亮度和对比度
• 可编程电压调节器
• 传感器自动参考电路
• 改变模拟电路中的电阻
• 自动增益控制
• 用于传感器微调和校准仪器。
• 汽车电子的水平调整
• 可编程电源，滤波器，时间常数或延迟值。