电位器是一种可变电阻，可以通过电路来控制电阻、电流和电压，以达到一定的输出，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器，有时也叫变阻器，你们都可以在物理实验室里看到，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。下图显示了一个典型的变阻器

电位计(POT)有类似的功能，但在有限的空间和有不同的设计像典型的无线电电位器，预设电位计，拨轮电位计等。您可能在许多地方不知不觉地使用了电位计，例如，立体声音响中的音量控制器是电位计，用于控制吊扇转速的调节器也是电位计的一种形式。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的重要性，现在如果你想自动控制音量或调整你的收音机而不实际转动旋钮呢？这就是数字电位计的用武之地。在这篇文章中，我们将了解更多关于数字电位器的信息，它们是如何工作的，以及如何使用它们。

什么是数字电位器？

机械电位器用于手动控制，在手动控制时，需要人为地改变装置的电阻以改变输出。但是数字电位器可以根据给定的条件自动改变其电阻。一个数字锅完全像电位器，其电阻可以通过数字通信(如I2C, SPI)改变，而不是直接旋转旋钮。

机械电位器之所以被称为电位器，是因为它具有类似于电位器的结构，由输入、输出和接地的三个端子以及顶部的控制器组成，控制器用于通过顺时针或逆时针转动来控制电阻。

这种花盆最大的缺点是很容易受到环境因素的影响，比如灰尘、污垢和水分，这些因素可能会密封雨刷轴，这使它们不适合某些类型的应用。要克服这些缺点，数字电位器还是很快的digiPOT它可以在有振动和灰尘、灰尘、湿气和油脂等颗粒的环境中工作，而不改变其操作性质。

为什么digiPOTs比POTs更受欢迎？

由于采用集成电路封装，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，也不会发生物理破坏，因此使用起来更加可靠。digiPOT可以装在一个2.9毫米x2.8毫米的微型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MCP41010数字电位计集成电路下面是播种

的MCP41010在一个单独的封装中包括一个数字壶的四组包，连同关机模式和可编程的预设位置上的雨刷位置上的电源。它们为各种应用提供更高的分辨率、更高的稳定性和固态可靠性。

数字电位器的工作原理

为了理解数字电位器是如何工作的，我们来看看数字电位器的结构. 它非常简单，因为它在电路中只有一个功能可以执行，即根据给定条件控制电流/电压。电子电位计的模块包括一系列电阻器、一个存储单元和一个控制/接口单元

一系列的电阻

数字壶是通过将一系列电阻连接成阶梯状结构而制成的;梯子的每一级由一个连接到电位器输出端的开关组成。该装置的电阻是由计算步数它的步长越高，电阻值就越大。

所以，为了确定步数你需要使用位值如果一个数字有N个位，就意味着它有2个^N步骤。例如，如果位数为6，则为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存储器来进行操作，因为数字电位器也是一种数字设备，它们也有一个存储器单元。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，它们将不会存储任何先前的信息。因此，大多数数字点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。

在市场上有一些特殊的数字转换器，利用非易失性存储器，其中电位器的最后一步存储在设备内，因此，即使在关闭设备后，设备的最后一步也将保留。

控制和接口装置

控制单元是数字电位器最重要的单元，因为它是数字电位器与传统电位器不同的单元。控制单元是从控制器发送控制信号的位置单片机喜欢Arduino改变数字电位计的电阻。

几乎所有的电位器都有一个同步或异步串行总线作为控制单元的接口，除了一些数字电位器使用控制逻辑或前面板开关。的递增/递减接口总线是使用UP/Down计数器的数字电位器中最常见的异步总线。吹框图显示一个数字电位器与增/减控制界面。

递增/递减接口使用三个信号，如上图所示，这些信号是

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

U / D:应向上或向下移动电位器的雨刮器，以增大或减小电位计的电阻。此过程由上/下（U/D）信号启用。

公司:增量(INC)信号也用于移动雨刷，雨刷在增量信号的每个下降沿移动。

正如我所说的，增量/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、 双线和微线状总线。在这些公共汽车里，我²C和SPI是最首选的接口类型。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

SCL/SCK：是接口的串行时钟使控制部分同步。

SDA:SDA可以扩展为串行数据，串行数据线用来将数据从接口传输到控制器。sda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控制接口数字电位计有四个主要信号，如下所示。同样，控制器可以是任何微控制器，如Arduino，照片，AVR的或覆盆子π外设可以是任何数字电位器

反恐精英：芯片选择(CS) /从选择(SS)用于选择所需的控制系统，如果多个控制系统连接到接口。

SCK：SCK是接口的串行时钟。

SDI:SDI代表从数字输入，在这里从数字输入可以是控制系统，因此控制系统的输入作为SI信号传递。

SDO:SDO代表从数字输出，与从输入类似，SO是从接口输出到控制系统的信号。

如何为应用选择数字电位器？

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

电阻器配置

您必须选择数字电位器的工作方式，因为数字电位器可以在两种不同的配置下工作，一种是电位器，另一种是变阻器。

在里面电位计模式，该配置包括三个端子A, B和W，这里数字电位器作为电压驱动器。刮水器的端电压与两端A、B之间施加的电压和R处的电阻成正比_{亚历山大-伍尔兹}& R_白平衡。电位计配置主要适用于DAC、LCD V等应用_{组件对象模型}调整和模拟信号衰减。

在里面变阻器模式，数字电位器将作为一个数字控制变阻器工作，其中只考虑两个端子，未使用的端子可以不使用或连接到W端子上。该装置的端到端电阻为2^N雨刷端子可接触的接触点。由此产生的电阻可以测量在A端子和雨刷(R_{亚历山大-伍尔兹}或在雨刷和终端B之间(R_白平衡).变阻器模式主要用于惠斯通电桥校准、运算放大器增益控制和模拟滤波调谐等应用。

数字接口

数字接口用于为数字电位器提供控制信号，您必须在SPI、I中选择适合您的应用的最佳数字接口²C、按键及上/下界面。我们已经了解了接口，这里我只介绍了接口之间的一些关键区别。SPI型数字电位器的工作速度可达50兆赫时钟率，同时我²C类型可以支持标准和快速模式高达400khz时钟速率。按钮型数字电位器只需添加两个按钮开关和上/下类型接口可由任何主机控制器或离散逻辑或手动旋转编码器操作。

内存

在电位器中有不同类型的内部记忆，以便确定雨刷的起始位置，根据内存的类型你可以选择雨刷的初始位置来得到变化。数字电位器中使用的四种内部存储器是仅易失性存储器、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A、B和W端子的最大信号电压，其中正的V_DD和负V_党卫军定义电压边界。如果施加的电压超过限制值，V_DD或V_党卫军将被内部的正向偏置二极管箝位。

端到端电阻

端到端电阻是两个端子之间的最大电阻值。电位计的端到端电阻范围从1k到1k不等Ω 到1米Ω. 最常用的数字电位器的电阻为10kΩ 除此之外，还有5,50和100kΩ 数字电位器也被使用。

决议

分辨率是用来确定雨刮器步数的电位计的位值。您必须选择足够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

如果您希望电位计在应用中表现良好，则必须考虑以下关键参数，并选择适合您应用的值。几个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MSOP, SC70, TSSOP, SOIC等多种封装。分析您的应用程序，并选择最合适的包，以更好和成本效益交付操作。

数字电位器的应用

数字电位器可以用在任何类型的应用中，只要使用微调电位器或现有电阻器，因为它们可以由一个闭环控制。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 IC与一个运放用于控制输出音频的音量(增益)的放大器集成电路。

以下是可以使用数字电位器的一些应用

• 调节音响和其他电器的音量
• 调整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。
• 汽车电子中的电平调整
• 可编程电源，滤波器，时间常数或延迟值。