如何使用外部模擬電壓控制數字電位器

本應用筆記描述了使用外部模擬電壓改變數字電位器阻值的簡(jiǎn)易方法。使用Microchip的PIC12F683型微控制器將模擬電壓轉換至控制數字電位器的I2C數據流。數字電位器DS1803作為本應用中的示例器件，另外還用到極少數其他外部器件。這里介紹的方法適用于其他控制器輸入和其他數字電位器/可變電阻。

硬件配置

圖1顯示了使用PIC12F683的控制電路原理圖。微控制器6個(gè)GPIO中的4個(gè)用于控制SDA、SCL的輸出信號、單個(gè)LED，并接收一路模擬輸入。

GP5、GP4和GP0分別分配至信號輸出SDA、SCL和LED。SDA和SCL具有4.7kΩ上拉電阻至VDD，直接連接至DS1803的SDA和SCL引腳。微控制器的GP1 IO分配為模擬輸入引腳。通過(guò)跳線(xiàn)可選擇地址引腳、分離共用的VCC （VDD）、隔離SDA和SCL。

圖1. 模擬電壓控制數字電位器的原理圖

工程固件

本工程的固件在MPLAB IDE （7.40版本）環(huán)境下，由匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。此編譯工具目前由Microchip免費提供。全部程序僅占用小于450字節的程序空間（Flash）和8字節的數據空間（RAM）。

程序首先初始化PIC的多個(gè)配置位，包括ADC和內部振蕩器。程序配置ADC為從GP1輸入，并設置轉換時(shí)鐘為使用內部125kHz振蕩器。

固件運行一個(gè)循環(huán)：ADC持續轉換模擬輸入端的電壓，一旦轉換完畢，10位ADC輸出的高8位作為數據字節，傳送至I2C總線(xiàn)。此I2C信號用于控制DS1803。程序設置為一同控制DS1803的2個(gè)電位器；但通過(guò)改變固件，可以實(shí)現由PIC12F683的2個(gè)不同的模擬輸入獨立的控制2個(gè)數字電位器。

多種功能

程序允許用戶(hù)通過(guò)改變PIC12F683 GP1輸入端的電壓，控制數字電位器。GP1端電壓的持續變化會(huì )引起數字電位器電阻的相應變化。輸出電阻（ROUT）可以看作是輸入電壓的函數。

設計中使用的DS1803端到端電阻為：50kΩ

VCC的允許范圍：2.7V至5V

輸入電壓變化范圍為0V至VCC

輸出電阻將會(huì )遵循：

ROUT （kΩ） = （50/VCC （kΩ）） × 輸入電壓

ADC運行期間，LED不斷閃爍。如果I2C出現故障，LED保持常亮。一旦故障排除， LED繼續正常工作。設計者可通過(guò)檢查器件地址是否正確、I2C總線(xiàn)是否連接，排除系統的故障。

此設計非常通用，類(lèi)似的方法可以用在多個(gè)系統。一些實(shí)例包括：

非線(xiàn)性傳遞函數（如，伽馬校準）可以使用可變電阻DS3906結合