數(shù)字電位器在單片機控制變頻器中的應用

軟件設計

X9221包括二個滑動端計數(shù)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(shù)器，用來選擇沿著電阻陣列的六十四選一的開關。WCR的內(nèi)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(shù)據(jù)寄存器之一的內(nèi)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(shù)據(jù)寄存器0(R0)的內(nèi)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(xù)監(jiān)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(tài)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(shù)據(jù)接收成功。接著單片機可以送出一個字節(jié)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?yōu)橐粋�終止條件來結(jié)束。終止條件一旦發(fā)出，則X9221開始內(nèi)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(nèi)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(jié)語

采用數(shù)字電位器控制變頻器調(diào)速，可適用于各種規(guī)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(huán)回路的自動跟蹤調(diào)節(jié)，性價比高，易于實現(xiàn)。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(chǎn)。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(yī)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(jù)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(xiàn)就是通過51 單片機控制一片數(shù)字電位器X9221，分別調(diào)節(jié)風機變頻器和加熱器可控硅調(diào)壓模塊控制風機轉(zhuǎn)速和加熱功率，采用模糊控制結(jié)合PID調(diào)節(jié)的控制方法，根據(jù)用戶設定的溫度和風量值，實現(xiàn)了風量和加熱溫度的自動調(diào)節(jié)，取得了滿意的結(jié)果。因此，使用單片機系統(tǒng)控制變頻器調(diào)速時，采用數(shù)字電位器作為輸出調(diào)節(jié)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。