[发明专利]基于数字电位器的低阻值可变电阻器

说明书

本发明提供一种基于数字电位器的低阻值可变电阻器，通过数字电位器不同的串并联连接方式，组成变电阻模块，根据上位机所发出的信号，单片机按照数字电位器控制协议，实现改变数字电位器的组合，输出对应电阻值并控制。本发明具有较高的精度，可控性好，成本低，能够用于低电阻等效电阻输出和控制的电子电路等相关领域。

技术领域

本发明涉及一种基于数字电位器的可变电阻的实现和控制方法，可实现变电阻的输出并控制，特别适用于低阻值范围固定电阻输出、等效电阻及变电阻控制。

背景技术

可变电阻在电路、控制及电学中有较为广泛的应用，目前实现变电阻的多为滑动变阻器或机械电阻箱，两者可满足输出变化的电阻值，需手动，不能满足自动变化及响应电阻值。

实现自动控制的可变电阻有模拟电阻箱和电位器等，数字电位器内有若干个具有制作工艺相同的标称值相同的电阻串联。数字电位器技术成熟可靠，可实现较大阻值以及阻值变化范围，但分辨率较低。与传统滑动电位器区别，数字电位器的阻值变化的步长为单个分电阻的阻值，阻值不连续。均实现了较好的变化电阻效果，但由于低阻值条件下存在特殊性，目前实现的等效电阻值的变化范围较小，分辨率较低，仅用于单量程、大阻值范围，并且与其他应用的关联性较差，尤其是在低阻值范围。

现有专利（201910061155，基于温差电效应的温度控制方法）提出一种变热阻模块实现控温的方法，通过外部负载电阻值的变化改变热阻，并应用于热控制。从需求看，要求实现较低的可变电阻值范围，阻值能低于1Ω；且有较高的分辨率，即步长小于1Ω；并可根据要求实现电阻值的自动化关联控制。但是现有技术主要是单量程、大阻值范围电阻需求的使用，未见有多量程、低阻值量程的变电阻的低成本实现和控制方式。

发明内容

为了克服现有数字电位器应用于低阻值范围的技术缺陷，本发明专利的目的，在于提供一种基于数字电位器的低阻值可变电阻的实现和控制方法，能够实现变电阻的输出以及控制方法。

本发明涉及的变电阻技术原理是基于数字电位器的组合控制，数字电位器内有若干个电阻串联，通过数字信号控制滑动端的移动来实现阻值的调节；同时控制信号还控制计数器的加减，然后计数器将其所计的数据发送给解码电路使其控制所有的开关，电阻值为最后一次变化的值。断电时，数字电位器所采用的存储器具有掉电不丢失的功能，电阻器的阻值仍与掉电前的阻值相同。考虑由单片机来控制数字电位器串并联来获取相应阻值的变化，并考虑单片机的处理位数以及速度等问题，使多个串并联的数字电位器执行同步动作和异步动作，最终通过对数字电位器的串并联组合，可获取任意阻值、量程和变化步长。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于数字电位器的低阻值可变电阻器包括上位机、单片机和变电阻电路。所述上位机是发出交互操控命令的计算机，安装人机交互及功能处理程序，可选择变电阻阻值、范围及步长，按所对应的控制方法控制所述单片机运行并发送数字控制信号；所述单片机是包括了中央处理器、存储器、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成构成的微型计算机系统；所述变电阻电路是由多个数字电位器串联或并联以及外围电路组成，可按照单片机的控制信号，做出对应响应，组合输出对应的等效电阻值，满足不同电阻值和变化范围及变化步长；在变电阻电路同时设置了继电器，其导通状态作为零阻值输出。