描述

Intersil 的 X9C 數字控制電位器 (XDCP?) 系列芯片允許通過三線數字接口對可變電阻器進行數字控制。

該項目展示了一個簡單的電路，其中 X9C104 IC 由 Arduino 控制，由此產生的可變電阻用于控制由在不穩定模式下運行的 555 定時器生成的方波的頻率。

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電路設置

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電路的簡化框圖如下所示：

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框圖

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基本操作原理：

• 用戶通過 Arduino 串行監視器輸入可變電位器設置。
• Arduino 接受輸入并將 X9C104 編程為設置
• 555定時器電路中的X9C104電阻調節振蕩頻率
• 555定時器的輸出方波變為用戶在步驟1中設置的值

X9CXXX 數控電位器 (XDCP)

X9CXXX 集成電路由 Intersil（最近被 Renesas 公司收購）制造，代表了他們的數字控制電位器系列。該裝置包括電阻陣列、控制部分和非易失性存儲器。陣列的電阻由三線數字接口控制。

來自 Intersil 數據表的框圖：

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X9CXXX 框圖

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該器件可用作二端可變電阻器或三端電位器。它包括非易失性存儲器，可在掉電時保存最后一個電阻值，并在隨后的上電時將電阻器陣列設置為此值。

滑動器位置的控制以及電阻由三個數字輸入決定：

• 通過將 CS 拉低來選擇設備
• Up/Down (U/D) 的狀態決定了滑動器是移動到更靠近 Vh/Rh 還是 Vl/Rl
• 每次 INC 被拉低然后返回高電平時，滑動器移動一步。
• 滑動器有 100 個可能的位置 (0 – 99)，允許以總阻力的 1% 為增量步長。
• 當游標到達頂部或底部（Vh/Rh 或 Vl/Rl）時，它不會再移動，也不會環繞到另一個極端。

重要的是要記住，對于每個 INC 周期，滑動器移動一個增量。擦拭器不能跨越多個步驟。這意味著從第 10 步移動到第 20 步需要 10 個 INC 周期。

Vh 和 Vl 不能超過 Vcc 和 Vss。

可在 Renesas 網站上找到設備的完整規格。

產品描述

數據表

555定時器電路

本項目中使用的 555 定時器電路是標準的非穩態振蕩器。有多篇文章記錄了該電路的工作原理，快速搜索即可獲得相關解釋。

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原理圖

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在高層次上，操作如下：

• 引腳 7 為高電平并阻塞時，電容器 C1 通過 R1 和 X9C104 中的可變電阻器充電
• 在某個閾值電壓下，555 定時器內部觸發器 s1 開關和引腳 7 變為低電平
• 然后電容 C1 通過 X9C104 中的可變電阻放電
• 在較低的閾值電壓下，555 定時器內部觸發器切換回來并重復循環

頻率和占空比的公式如下：

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555定時器電路頻率

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在此處使用的電路中，R2 為 100 kΩ (X9C104)，R1 為 1 kΩ。由于存在差異，電路的頻率和占空比實際上由 R2 的值設置，除非 R2 的值非常低。

選擇 R1、R2 和 C1 的值，以便電路生成可聽頻率范圍內的方波。

Arduino代碼

該代碼使用 Arduino 的 Fast X9CXXX 庫。該庫可在 GitHub 上找到：

https://github.com/GitMoDu/FastX9CXXX

在編譯代碼之前，請確保代碼已下載并包含在您的 Arduino 庫文件夾中。

程序的設置部分使用 Arduino 的引腳 3、4 和 5 啟動 X9C104 對象。電位器設置為 0 步。

主循環等待用戶通過串口監視器輸入；此輸入必須介于 0 和 99 之間。對于合法輸入，電位器步進設置為此值，555 定時器電路將穩定到由步進電阻確定的方波頻率。

步進輸入和估計電阻被打印到串行監視器上。

結果與結論

電路的頻率測量是在不同的階躍值下進行的。結果列于所附電子表格中。第一個選項卡顯示使用實際 100 kOhm 可變電位器的結果。第二個選項卡顯示了 XC9104 階躍產生的測量頻率與理論計算值的比較。

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頻率與 X9C104 步進

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當然，有更簡單的方法可以從 Arduino 實現可變頻率方波，但該項目轉向了數字控制電位器的實際使用。