在写这篇文章之前，芯片哥问一个简单的电路问题，电位器在电路中有几种形式的存在？

不要急着回答，慢慢思考回忆一下，也许还能找到一丝丝的残留印象，把那些仅存的电路知识给找补回来。

什么？回忆不起来？没关系，跟着芯片哥的节奏，在知识的天空中一起飞，在知识的海洋中一起浪，在知识的时光中一起遨游，一起把电位器的相关内容一次性整理好，好不好？

电位器的初始记忆

在中学时代的最初电路课堂中，物理老师为了更好帮助学生理解电路原理，会做一些基础性的电路演示实验，比如用一个滑动变阻器调节灯泡的亮度。

图1：滑动变阻器

对的，就是这个实验，构筑起了对滑动变阻器的原始记忆。左右滑动变阻器的中间滑片，改变中间滑片的位置，灯泡的亮度就会变化。

图2：灯泡亮度调节实验

一想到学生时期的课堂，那可是芯片哥满满的青春回忆，只可惜是一去不复返了，55555~~~

滑动变阻器，在电路中的另一个名称，它也叫做电位器。其电路原理，相对而言工程师是比较容易掌握的。

以阻值为50K的电位器为例说明

图3：电位器原理图符号

电位器包含3个端子，A端、B端和W端。其中A端与B端是电位器的固定端，不可调节；W端是电位器的调节端，可以左右滑动。

在实际的电路应用中，通过调节W端的位置，就可以改变A端与W端之间的电阻阻值，当然也改变了W端与B端的电阻阻值。

电位器考核主要的电路参数

• 阻值：电位器在电路中可以呈现的最大阻值，以及最小阻值，比如最大阻值50K，最小为0.
• 精度：电位器的阻值精度，主要是在滑片左右调节的时候，W端与A端（B端）之间的电阻阻值精度，比如5%。
• 功率：电位器由于是阻性负载，在电路中它会一直发热，因此它的功率大小是工程师评估的另一个重要参数，比如20W。
• 寿命：在左右滑动电位器的滑片，电位器会出现一定的机械损伤，时间一长，中间的W端滑片就会容易老化，接触不良，电阻阻值会发生变化，甚至会失去正常的工作。这个有效的工作时间就是电位器的寿命。

这就是电位器的电路原理。

当然这些都是我们对电位器的初始记忆，虽然在原理上简单，但如果认为这就是电位器的全部，那就令芯片哥有点失望了。

再问一个简单的电路问题，假如电路板的空间尺寸非常狭小，图1中的大尺寸电位器很难放置到电路板中，但电路中必须要使用电位器，这个问题如何解决？

显然，思考问题的角度需要重新调整一下。

其实，电位器虽然简单，但它却有多种不同的规格，图1中的电位器只是它众多规格中的一种。那么它有哪些常见的规格呢？这些不一样规格的电位器，都有哪些不一样的电路功能呢？

这是芯片哥介绍的重点。

01

规格1：旋钮电位器

旋钮电位器，与滑动变阻器比较，它在物理尺寸上是要小很多的，这也是它的最大特点。

图4：旋钮电位器

旋钮电位器，它不像滑动变阻器那样，是左右滑动滑片调节电阻阻值，它是通过旋转旋钮的位置，改变它自身对外输出的电阻阻值。

比如在传统收音机、音响中，设置音量大小的那个旋钮就是旋钮电位器。

旋钮电位器在电路中的特点是，尺寸比较小，电阻阻值大，而且功率大；缺点是精度不够；在一些要求精度比较高的电路项目中，旋钮电位器是不适合的。

02

规格2：立式电位器

立式电位器，它与旋钮电位器相比，空间尺寸更小。

图5：立式电位器

改变立式电位器的输出阻值，只需要选用一个螺丝刀，旋转上面黄色的小旋钮。顺时针旋转，立式电位器对外输出的阻值增大（减小）；逆时针旋转，立式电位器对外输出的阻值减小（增大）。

立式电位器，虽然空间尺寸小，易于安装，适合面积小的PCB电路，只是在调节它的阻值，需要额外的一个螺丝刀工具，不是很方便。

03

规格3：卧式电位器

卧式电位器，它比立式电位器的尺寸更小，更节约PCB电路板的空间。

图6：卧式电位器

它在电路中应用比较多；比如

工程师在设计开发桥式电阻传感器电路，在电路的使用过程中，会随着时间的推移，传感器的阻值会微弱的变化。为了使电路还能继续使用，工程师一般会在桥式电路中引入卧式电位器，方便在后续出现问题的时候，通过调节电位器的阻值，这样就方便了电路维修。

图7：桥式电阻传感器电路

卧式电位器，最大的特点是体积小，易安装；缺点是和立式电位器一样，调节阻值，需要借助额外的螺丝刀旋转才可以，操作不是很方便。

04

规格4：微型电位器

微型电位器，它的电路封装比卧式电位器更小，更节省PCB板的尺寸大小。

图8：微型电位器

微型电位器，它不属于直插类型的电位器，它是像贴片电阻、电容一样，也属于贴片类型，是可以直接通过SMT回流焊工艺进行贴片焊接的。

一个基本的常识，在PCBA电路板生产效率方面，SMT回流焊是要高于波峰焊，波峰焊是要大于手工焊的。

回流焊适合贴片类型的电子元器件与芯片，波峰焊适合直插类型的电子元器件与芯片，手工焊适合数量较少的小批量类型。成本方面，也是回流焊低于波峰焊，波峰焊低于手工焊。

基于此，在一些产量比较大的项目中，为了更快速的生产，工程师会优先使用贴片封装的微型电位器。当然微型电位器的缺点也是非常明显，就是功率小，只适合信号电路的处理，不适合功率电路的处理。

05

规格5：数字电位器

旋钮电位器、立式电位器、卧式电位器以及微型电位器，这些规格的电位器都是模拟电位器，也就是它们都是需要借助手工调节，才能改变电位器输出的阻值。

这在自动化控制领域，尤其是高度集成式的电路功能中，是无法接受的。不能实现自动调节电位器的阻值，也就不能实现电路的智能化。

面对这个电路设计问题，工程师该怎么解决？

就像工程师在开发各种不同功能的项目，需要选用项目匹配的单片机一样。如何解决？

别急，芯片哥继续带你找到问题的答案，跟着芯片哥就对了，哈哈哈哈~~~

美信半导体有一款型号为MAX5402的 数字电位器芯片，它或许就是这个问题的答案。它的最大阻值可以达到10K Ω，具有256个触点位置，工作电压范围为2.7V~5.5V，不仅适合3.3V电路系统，还适合5.0V电路系统。

图9：MAX5402芯片引脚图

这个256个触点位置是什么电路含义呢？想要回答问题，必须找到问题的根源，这是芯片哥一贯的做事风格，不要说芯片哥没有告诉你，呵呵呵呵呵~~~

图10：MAX5402内部电路图

浏览MAX5402芯片的内部电路，右半部分是对外输出的数字电位器，左半部分是数字电位器的控制端。所谓256个触点位置，指的就是数字电位器的W引脚触点，可以在H引脚与L引脚之间的10K 电阻滑动256个位置，也就是

W引脚输出的电阻阻值为： Rw = （n / 256）* 10K

其中n是0,1,2,3,4,5......，254,255,256这些数字中的一个。当n = 64，MAX5402数字电位器芯片W引脚输出的电阻是2.5K；当n = 128，MAX5402数字电位器芯片W引脚输出的电阻是5K。

这个数字n的值是如何控制的呢？问题是一个接着一个来啊，怎一个“累”字了得？

MAX5402芯片，它是受SPI通信的DIN引脚、SCK引脚与CS引脚的信号控制的。这三个引脚假如直接连接到单片机的SPI通信引脚，那么MAX5402数字电位器芯片的输出电阻阻值则是由单片机控制。

图11：MAX5402芯片引脚定义

单片机控制MAX5402数字电位器芯片，其实控制的就是电位器的触点位置，也就是n的值。

至此，可以对MAX5402数字电位器芯片做个小小的总结：

1. 输出最大阻值为10K；
2. 256个调节位置，Rw = （n / 256） * 10K，n = 0，1，2,3，4......255，256。
3. 与单片机的连接是SPI通信，n的值是受单片机控制；

末尾

无论是旋钮电位器、立式电位器、卧式电位器、还是微型电位器与数字电位器，虽然它们的核心功能归根结底还是电位器，但它们的电路功能却有所不一样。

• 尺寸大小（封装）方面，旋钮电位器 ＞ 立式电位器 ＞ 卧式电位器 ＞ 微型电位器 ＞ 数字电位器；
• 旋钮电位器属于机械安装类型，立式电位器与卧式电位器属于直插类型，微型电位器和数字电位器属于贴片类型；
• 电路功率参数，旋钮电位器最大，立式电位器与卧式电位器次之，微型电位器和数字电位器最小；
• 数字电位器具有可编程功能，能实现自动化控制；旋钮电位器、立式电位器、卧式电位器与微型电位器则不能；

工程师，现在关于电位器，清楚了吗？

本文由【芯片哥】原创撰写，一个只谈电子元器件与芯片的工程师，请持续关注芯片哥，后面会定期更新有关于电子元器件与芯片，包括一些电子产品项目开发案例的相关内容

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