軟件設計

X9221包括二個滑動端計數寄存器(WCR)，每個E2POT電位器各對應一個。WCR可以被認為是一個6位并行和串行裝載的帶有輸出譯碼的計數器，用來選擇沿著電阻陣列的六十四選一的開關。WCR的內容可以有4種方法來改變：1.可以由主機通過Write WCR指令來直接寫入(串行加載);2.可以通過XFR Data Register指令把四個輔助數據寄存器之一的內容直接寫入(并行裝載);3.可以通過Increment/Decrement指令一步一步地修改;4.可以在上電時裝入它的數據寄存器0(R0)的內容。

送給X9221所有的命令都由開始條件為引導，這個條件就是當SCL為高時，SDA由高至低的跳變。X9221連續監視SCL和SDA線上的開始條件，在遇到這個條件前將不響應任何命令。接著單片機必須輸出要訪問的X9221的8位地址。其中高4位為器件類型辨識符，固定為0101，低4位是該器件地址，由X9221的A0-A3輸入端的狀態來定義。在本設計中A0-A3全部接地，故地址為50H。 X9221在比較地址成功后會作出一個應答響應，以表示數據接收成功。接著單片機可以送出一個字節包括指令和寄存器指針的信息，格式如下：

其中高4位決定操作指令，P0位選擇二個電位器中的一個，最低2位(R1 R0)選擇4個寄存器中的一個。最后以SCL為高時SDA由低到高的跳變為一個終止條件來結束。終止條件一旦發出，則X9221開始內部的寫周期，典型的寫周期時間為10ms，如果單片機在X9221寫操作周期內訪問，則沒有應答返回，此時可以采用輪詢的方式等待應答信息。詳細的時序及指令說明請參閱器件手冊。

結語

采用數字電位器控制變頻器調速，可適用于各種規格型號的變頻器，硬件組成簡單，不需要價格較高外圍電路復雜的D/A芯片，在單片機的控制下可進行閉環回路的自動跟蹤調節，性價比高，易于實現。筆者所設計的電路實際應用于微型噴霧干燥實驗機的電腦控制器中，已小批量生產。噴霧干燥實驗機是將液體溶液干燥加工成為固體粉末，多用于醫藥、食品、化工和實驗室等進行樣品的制備和實驗。在實驗中要求能夠根據物料的特性選擇不同的干燥風量和加熱溫度，該功能的實現就是通過51 單片機控制一片數字電位器X9221，分別調節風機變頻器和加熱器可控硅調壓模塊控制風機轉速和加熱功率，采用模糊控制結合PID調節的控制方法，根據用戶設定的溫度和風量值，實現了風量和加熱溫度的自動調節，取得了滿意的結果。因此，使用單片機系統控制變頻器調速時，采用數字電位器作為輸出調節接口，是一個簡單實用、適用范圍廣、具有較高性價比的好方法。