專利名稱：基于微控制器的d/a轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種微控制器外圍電路，具體地說是一種基于微控制器的D/A轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
在不少電路系統(tǒng)中都會用到D/A轉(zhuǎn)換器，但是，目前市場銷售的微控制器大多都沒有內(nèi)置D/A轉(zhuǎn)換器；雖然有一些微控制器內(nèi)置了 D/A轉(zhuǎn)換器，卻由于D/A轉(zhuǎn)換器的精度不夠或數(shù)量不足而無法利用。此時，往往采用外置D/A轉(zhuǎn)換器，而外置D/A轉(zhuǎn)換器不但成本高，而且需要復(fù)雜的接口電路和時序邏輯。無論是從軟件設(shè)計，還是從硬件設(shè)計方面，這無疑都會明顯增加設(shè)計復(fù)雜度，降低系統(tǒng)穩(wěn)定性。

實用新型內(nèi)容針對上述不足，本實用新型提供了一種基于微控制器的D/A轉(zhuǎn)換電路，其不僅硬件電路簡單、占用微控制器內(nèi)部資源少，而且軟件編程簡單、轉(zhuǎn)換精度高。本實用新型解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是一種基于微控制器的D/A轉(zhuǎn)換電路，包括微控制器，其特征是，還包括第一電阻、第二電阻、電容和陷波器；所述微控制器至少包括一個內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器；所述第一電阻一端與微控制器的一輸出端口連接，另一端分別與電容一端和陷波器的輸入端連接；所述陷波器的輸出端分別與第二電阻一端和負(fù)載的正極連接，陷波器的公共端分別與電容另一端、負(fù)載的負(fù)極和公共地連接；所述第二電阻的另一端與微控制器一內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端連接。工作時，第二電阻作為反饋單元對負(fù)載的電壓信號進(jìn)行采樣并通過內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換器反饋給微控制器，微控制器將采集的電壓信號與參考電壓進(jìn)行比較。如果負(fù)載的采樣電壓值小于參考電壓，則微控制器對其輸出端口通過置1操作來對電容進(jìn)行充電；反之，如果負(fù)載的采樣電壓值大于等于參考電壓，則微控制器對其輸出端口通過清0操作來對電容進(jìn)行放電。微控制器的輸出電壓信號首先經(jīng)過由第一電阻和電容構(gòu)成的低通濾波單元對進(jìn)行濾波，然后再通過陷波器進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化來提高輸出電壓信號的精度。由此，輸出電壓信號可動態(tài)跟蹤微控制器設(shè)定的參考電壓，動態(tài)實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換，并且通過提高微控制器內(nèi)置 A/D轉(zhuǎn)換器的采樣速率可大幅提高D/A轉(zhuǎn)換的輸出電壓精度和動態(tài)響應(yīng)速度。本實用新型的有益效果是本實用新型不僅電路結(jié)構(gòu)簡單，除只占用微控制器一個內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入通道和一個輸出端口外，幾乎不占用微控制器內(nèi)部硬件資源；而且組成了一個閉環(huán)D/A轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，微控制器對D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓進(jìn)行采樣，并與內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較，然后通過控制輸出端口來控制D/A轉(zhuǎn)換電路輸出電壓的高低。本實用新型通過提高A/D轉(zhuǎn)換器的采樣率、改善采樣結(jié)果的軟件濾波算法和優(yōu)化陷波器的設(shè)計，大幅提升了 D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓精度和響應(yīng)速度。
圖1是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，該種基于微控制器的D/A轉(zhuǎn)換電路，包括至少內(nèi)置一個A/D轉(zhuǎn)換器的微控制器IC、第一電阻R1、第二電阻R2、電容C和陷波器FL ；所述微控制器IC。所述第一電阻Rl —端與微控制器IC的一輸出端口 PIN_0UT連接，另一端分別與電容C 一端和陷波器FL的輸入端VI連接；所述陷波器FL的輸出端VO分別與第二電阻R2 —端和負(fù)載RL的正極連接，陷波器FL的公共端CM分別與電容C另一端、負(fù)載RL的負(fù)極和公共地連接；所述第二電阻R2的另一端與微控制器IC 一內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端AD-IN連接。工作時，第二電阻作為反饋單元對負(fù)載的電壓信號進(jìn)行采樣并通過內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換器反饋給微控制器，微控制器將采集的電壓信號與參考電壓進(jìn)行比較。如果負(fù)載的采樣電壓值小于參考電壓，則微控制器對其輸出端口通過置1操作來對電容進(jìn)行充電；反之，如果負(fù)載的采樣電壓值大于等于參考電壓，則微控制器對其輸出端口通過清0操作來對電容進(jìn)行放電。微控制器的輸出電壓信號首先經(jīng)過由第一電阻和電容構(gòu)成的低通濾波單元對進(jìn)行濾波，然后再通過陷波器進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化來提高輸出電壓信號的精度。由此，輸出電壓信號可動態(tài)跟蹤微控制器設(shè)定的參考電壓，動態(tài)實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換，并且通過提高微控制器內(nèi)置 A/D轉(zhuǎn)換器的采樣速率可大幅提高D/A轉(zhuǎn)換的輸出電壓精度和動態(tài)響應(yīng)速度。
權(quán)利要求1.基于微控制器的D/A轉(zhuǎn)換電路，包括微控制器(IC)，其特征是，還包括第一電阻 (Rl)、第二電阻(R2)、電容(C)和陷波器(FL)；所述微控制器(IC)至少包括一個內(nèi)置A/D 轉(zhuǎn)換器；所述第一電阻(Rl) —端與微控制器(IC)的一輸出端口(PIN_0UT)連接，另一端分別與電容(C) 一端和陷波器(FL)的輸入端(V1)連接；所述陷波器(FL)的輸出端OQ分別與第二電阻(R2) —端和負(fù)載(RL)的正極連接，陷波器(FL)的公共端(CM)分別與電容(C) 另一端、負(fù)載(RL)的負(fù)極和公共地連接；所述第二電阻(R2)的另一端與微控制器(IC) 一內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端(AD-IN)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于微控制器的D/A轉(zhuǎn)換電路，它主要包括內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的微控制器、第一電阻和電容組成的濾波單元、陷波器和第二電阻，本實用新型不僅電路結(jié)構(gòu)簡單，除只占用微控制器一個內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入通道和一個輸出端口外，幾乎不占用微控制器內(nèi)部硬件資源；而且組成了一個閉環(huán)D/A轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，微控制器對D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓進(jìn)行采樣，并與內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較，然后通過控制輸出端口來控制D/A轉(zhuǎn)換電路輸出電壓Vo的高低。本實用新型通過提高A/D轉(zhuǎn)換器的采樣率、改善采樣結(jié)果的軟件濾波算法和優(yōu)化陷波器的設(shè)計，大幅提升了D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓精度和響應(yīng)速度。
文檔編號H03M1/66GK201957006SQ20112008963
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者孟令國, 李建文, 邢建平, 邱雪梅, 陳崗 申請人:濟南卓信智能科技有限公司