什么是數字電位器
數字電位器（Digital Potentiometer）亦稱數控可編程電阻器，是一種代替傳統機械電位器（模擬電位器）的新型CMOS數字、模擬混合信號處理的集成電路。數字電位器采用數控方式調節電阻值的，具有使用靈活、調節精度高、無觸點、低噪聲、不易污損、抗振動、抗干擾、體積小、壽命長等顯著優點，可在許多領域取代機械電位器。
數字電位器的特點
壽命長（因無機械觸點）、工作可靠、性能穩定、耐振動、體積小，能和數字電路或單片機靈活地結合在一起。
數字電位器工作原理
由于數字電位器可代替機械式電位器，所以二者在原理上有相似之處。數字電位器屬于集成化的三端可變電阻器件其等效電路，如圖1所示。當數字電位器用作分壓器時，其高端、低端、滑動端分別用VH、VL、VW表示；而用作可調電阻器時，分別用RH、RL和RW表示。
圖2所示為數字電位器的內部簡化電路，將n個阻值相同的電阻串聯，每只電阻的兩端經過一個由MOS管構成的模擬開關相連，作為數字電位器的抽頭。這種模擬開關等效于單刀單擲開關，且在數字信號的控制下每次只能有一個模擬開關閉合，從而將串聯電阻的每一個節點連接到滑動端。
數字電位器的數字控制部分包括加減計數器、譯碼電路、保存和恢復控制電路和不揮發存儲器等4個數字電路模塊。利用串入、并出的加／減計數器在輸入脈沖和控制信號的控制下可實現加／減計數，計數器把累計的數據直接提供給譯碼電路控制開關陣列，同時也將數據傳送給內部存儲器保存。當外部計數脈沖信號停止或片選信號無效后，譯碼電路的輸出端只有一個有效，于是只選擇一個MOS管導通。
數字控制部分的存儲器是一種掉電不揮發存儲器，當電路掉電后再次上電時，數字電位器中仍保存著原有的控制數據，其中間抽頭到兩端點之間的電阻值仍是上一次的調整結果。因此，數字電位器和機械式電位器的使用效果基本相同。但是由于開關的工作采用“先連接后斷開”的方式，所以在輸入計數有效期間，數字電位器的電阻值和期望值可能會有一定的差別，只有在調整結束后才能達到期望值。
從圖2可以看出，數字電位器和機械式電位器有2個重要區別：
1）調整過程中，數字電位器的電阻值不是連續變化的，而是在調整結束后才具有所希望的輸出。這是因為數字電位器采用MOS管作為開關電路，并且采用“先開后關”的控制方法：
2）數字電位器無法實現電阻的連續調整，而只能按數字電位器中電阻網絡上的最小電阻值進行調整。
數字電位器應用范圍
數字電位器正在國內外迅速推廣，并大量應用于檢測儀器、PC、手機、家用電器、現代辦公設備、工業控制、醫療設備等領域。例如：電冰箱、程控機、電源、功率表、自動檢測設備、光纖網絡、調節LCD顯示屏、電壓控制、取代機械式電位器、匹配線性阻抗、調節VCOM設置。
數字電位器MAX5438芯片介紹
MAX5438是MAXIM公司生產的7位128階數字電位器。內部結構圖如圖1，它由1個7位移位寄存器，1個7位數據鎖存器，*模塊，電位器和控制時鐘邏輯組成。MAX5438的控制信號包括3個輸入信號：芯片選擇
數據輸入（DIN）和串行時鐘（SCLK），數字邏輯由一個 2.7V～ 5.25V的電壓驅動。其內部電阻兩端的電壓由外部通過VDD及VSS提供，VDD與VSS之間的電壓必須大于9V小于31.5V。這使得MAX5838在輸入電壓的選擇上具有很大的靈活性。同時，MAX5438的外部電路非常簡單，幾乎不需要任何外接元件就可實現對輸入電壓的調節輸出。
下降，然后在SCLK引腳上模擬時鐘信號，在每個時鐘的上升沿，一位數據就從DIN引腳被讀入串行移位寄存器，8位數據需要8個時鐘脈沖來完成輸入。需要注意的是，數據位D7是沒意義的，所以，在第二個脈沖的上升沿才讀入真正的MSB。所有數據位輸入完后，應從低變高，這時數據被鎖存到電位器控制寄存器，通過*電路使電阻滑片W的位置隨輸入數據而改變。時序如圖2所示。
用MAX5438S實現負壓可調的硬件電路如圖3所示。固定負偏壓由MAX202芯片提供，單片機的3個I/O引腳與MAX5438的3個控制信號相連。
由于MAX5438內部沒有EPROM，無法記錄滑片的位置，所以在程序的開始就要先寫入一個數據給它作為以后調節的起始值。這可以通過電路的實際情況選擇一個對所用液晶比較合適的值來作為起始值，這樣可以大大降低對比度的調節次數。起始值的范圍在00至7F之間，這兩個值分別對應輸出的最小和最大電壓。在如圖2的實際電路中，MAX5438的輸入電壓是MAX202提供的-12V，輸出電壓的范圍是-9V～0V由于具有128階的調節能力，輸出電壓變化的最小值為9/128即約0.1V。對大部分液晶來說，負偏壓在-8V～-9V時顯示效果較好，所以起始值在02至06之間比較合適。進入對比度調節菜單后，通過按鍵來增加或減少初始值，每按一次鍵，就把新值送入MAX5438來改變其輸出電壓。
這是用DC-DC變換器產生可調負偏壓從而調節對比度的方法。這種方法適用于系統電路中沒有可用負偏壓或負偏壓不能滿足需要的情況。