專(zhuān)利名稱(chēng)：一種擴(kuò)充ad口的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擴(kuò)充AD 口的方法，特別是用于空調(diào)制冷系統(tǒng)中的AD 口檢測(cè)電路布線，可以利用單片機(jī)有限的AD 口對(duì)多路模擬量輸入進(jìn)行檢測(cè)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代產(chǎn)品的控制電路中，擁有對(duì)多項(xiàng)性能參數(shù)的采集檢測(cè)，如在空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制電路中，就需要采集多個(gè)點(diǎn)的溫度、濕度、壓強(qiáng)等參數(shù)，某些特殊領(lǐng)域還有可能需要采集多個(gè)點(diǎn)的瓦斯?jié)舛?、二氧化碳濃度等等參?shù)。但無(wú)論是多么高檔的單片機(jī)，其AD 口的數(shù)量總是有限的。而單片機(jī)的AD 口數(shù)量即為每一批次采集參數(shù)的數(shù)量。工程設(shè)計(jì)中，單片機(jī)僅有的幾路AD 口經(jīng)常不能滿足需求。一般為了節(jié)約成本，采用的方法都是盡可能利用單片機(jī)現(xiàn)有的AD 口采集最重要的參數(shù)，而忽略一些次要參數(shù)。另一種方法是采用專(zhuān)業(yè)的AD轉(zhuǎn)換芯片，但這樣將大大提高設(shè)計(jì)成本。比如現(xiàn)在的空調(diào)制冷，對(duì)溫度、濕度等參數(shù)的采集數(shù)量和精度要求都越來(lái)越高，這不僅要求單個(gè)傳感器的采集精度要提高，同時(shí)還需要采集多個(gè)不同點(diǎn)的參數(shù)信息，通過(guò)多次采集取平均值、加權(quán)求平均值等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量精度的提高。該方法不夠節(jié)約，成本較大。因此，如何能夠在采樣電路結(jié)構(gòu)相似的參數(shù)采集中節(jié)約單片機(jī)AD 口資源并節(jié)約生產(chǎn)成本為進(jìn)一步研究的對(duì)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提出一種通過(guò)增加少量元器件實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有單片機(jī)AD 口進(jìn)行擴(kuò)充以節(jié)約單片機(jī)AD 口資源的擴(kuò)充AD 口的方法。上述的擴(kuò)充AD 口的方法是通過(guò)利用單片機(jī)上的普通數(shù)字輸出口輸出信號(hào)具有兩種不同狀態(tài)對(duì)AD采集端口電路進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)AD數(shù)據(jù)的批量采集。每通過(guò)一路所述數(shù)字輸出口控制采樣電路，該單片機(jī)的AD 口即擴(kuò)充至原始的兩倍。所述數(shù)字輸出口對(duì)AD采集端口電路控制是通過(guò)控制電路實(shí)現(xiàn)，所述控制電路主要由每一利用的所述數(shù)字輸出口控制的一路邏輯非門(mén)電路和串聯(lián)在每一所述采集端口電路的NMOS管構(gòu)成，所述非門(mén)電路控制所述NMOS管的通斷。所述控制電路還包括聯(lián)接在所述非門(mén)電路與NMOS管之間的邏輯與門(mén)電路，每一個(gè)所述NMOS管串聯(lián)一路所述與門(mén)電路。本發(fā)明的方法適用于采樣電路結(jié)構(gòu)相似的參數(shù)采集，在采集溫度、濕度、壓強(qiáng)等參數(shù)時(shí)均可批量處理，每增加一路數(shù)字輸出控制，即可等效將AD 口數(shù)量加倍；達(dá)到了增加很少器件且?guī)缀醪辉黾釉O(shè)計(jì)成本的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多AD 口擴(kuò)充的目的，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約單片機(jī)AD 口資源，節(jié)約了生產(chǎn)成本。采用本發(fā)明的方法設(shè)計(jì)電路，可以實(shí)現(xiàn)利用單片機(jī)有限的AD端口實(shí)現(xiàn)對(duì)多路模擬量輸入的檢測(cè)，適用于所有單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)時(shí)的AD檢測(cè)電路中。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例一原理圖2是圖1的傳感器1、2導(dǎo)通的等效電路圖3是圖1的傳感器3、4導(dǎo)通的的等效電路圖4是本發(fā)明的實(shí)施例二原理圖5是實(shí)施例二采用的壓力傳感器示意圖6為圖4的對(duì)應(yīng)兩路IO 口輸出狀態(tài)為“11”時(shí)的等效電路圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的擴(kuò)充AD 口的方法是通過(guò)利用單片機(jī)上的一路或幾路普通數(shù)字輸出口對(duì) AD采集端口電路進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)AD數(shù)據(jù)的批量采集。由于一路的數(shù)字輸出口含有兩種不同的狀態(tài)，單片機(jī)上采用一路數(shù)字輸出口控制采樣電路，即可等效將該單片機(jī)的AD 口數(shù)量加倍。如果采用兩路數(shù)字輸出口控制采樣電路，即可等效將AD 口數(shù)量增加到四倍，因?yàn)閮陕返臄?shù)字輸出口具有四種不同的狀態(tài)。依次類(lèi)推，在單片機(jī)上利用η路數(shù)字輸出口控制采樣電路，即可使得該單片機(jī)具有的AD 口數(shù)據(jù)增加2η倍。其中的控制采樣電路是由邏輯門(mén)電路與NMOS管構(gòu)成。此方法在采集溫度、濕度、壓強(qiáng)等參數(shù)時(shí)均可批量處理，每增加一路數(shù)字輸出控制，即可等效將AD 口數(shù)量加倍。下面結(jié)合兩個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明 實(shí)施例一
本實(shí)施例以溫度采集為對(duì)象。如圖1所示，單片機(jī)具有兩路采樣端口 AD1、AD2，需要采集四個(gè)采樣點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)?，F(xiàn)利用該單片機(jī)上的一路數(shù)字輸出口增加一邏輯非門(mén)控制電路，該電路上設(shè)分壓電阻 R5和R6，通過(guò)NTC或PTC熱敏電阻的阻值變化采集溫度分別安裝在采樣點(diǎn)處的四個(gè)溫度傳感器電阻Rl、R2、R3、R4與四個(gè)N溝道MOSFET管Ql、Q2、Q3、Q4分別串聯(lián)。當(dāng)普通IO 口通過(guò)反相器Ul輸出為邏輯“1”時(shí)(即高電平時(shí))，NM0S管Q1、Q2導(dǎo)通， NMOS管Q3、Q4關(guān)斷，此時(shí)對(duì)熱敏電阻Rl、R2進(jìn)行溫度采集，等效電路圖如圖2所示；
當(dāng)普通IO 口通過(guò)反相器Ul輸出為邏輯“0”時(shí)(即低電平時(shí))，NMOS管Q3、Q4導(dǎo)通，NMOS 管Ql、Q2關(guān)斷，此時(shí)對(duì)熱敏電阻R3、R4進(jìn)行溫度采集，等效電路圖如圖3所示。由于熱敏電阻的每一個(gè)阻值對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的溫度，因此只要采樣得到熱敏電阻的阻值，就能得到相應(yīng)的溫度。本實(shí)施例采用分壓法，測(cè)得采樣電壓，通過(guò)計(jì)算求得此時(shí)該熱敏電阻R1、R2、R3、R4的阻值，通過(guò)查表即得到相應(yīng)的溫度。本實(shí)施例通過(guò)利用該單片機(jī)上的一路數(shù)字輸出口實(shí)現(xiàn)了固有的兩個(gè)AD 口擴(kuò)充到四個(gè)AD 口。實(shí)施例二
本實(shí)施例以壓力為采集對(duì)象。如圖4所示，該單片機(jī)具有一路采樣端口 AD，需要對(duì)四處不同位置壓力的測(cè)量?，F(xiàn)利用該單片機(jī)的兩路普通數(shù)字輸出口 IOl和102，增加邏輯非門(mén)電路和邏輯與門(mén)電路以及 NMOS管；其中邏輯非門(mén)電路與采用的普通數(shù)字輸出口相匹配，一路數(shù)字輸出口聯(lián)接一個(gè)邏輯非門(mén)電路；邏輯與門(mén)電路與NMOS管相匹配，與該單片機(jī)擴(kuò)充后的AD 口的數(shù)量相同。本實(shí)施例中具有兩個(gè)“邏輯非”門(mén)電路U5、TO和四個(gè)“邏輯與”門(mén)電路U7、U8、U9、U10，及四個(gè) NMOS管Q5、Q6、Q7、Q8 ；其中非門(mén)電路U5聯(lián)接數(shù)字輸出口 101，非門(mén)電路U6聯(lián)接數(shù)字輸出口 102。VCC、GND分別為四路壓力傳感器P1、P2、P3、P4供電，N溝道MOSFET管Q5、Q6、Q7、 Q8分別控制四路壓力傳感器PI、P2、P3、P4輸出信號(hào)是否導(dǎo)通，分別為四個(gè)與門(mén)邏輯電路 U7、U8、U9、U10串聯(lián)。當(dāng)N溝道MOSFET控制輸入端，即與門(mén)電路的輸出端為邏輯“1”(即高電平)時(shí)，N溝道MOSFET導(dǎo)通，否則N溝道MOSFET處于關(guān)斷狀態(tài)。因而AD采樣口采樣得到的是處于導(dǎo)通狀態(tài)那一路的壓力傳感器的輸出電壓值，即能采樣得到對(duì)應(yīng)這一路的壓力值。每一路普通IO 口輸出信號(hào)有兩種不同的狀態(tài)，分別為邏輯“0”和邏輯“1”，兩路 IO 口輸出共有四種不同的狀態(tài)，利用四種不同狀態(tài)控制對(duì)應(yīng)的四路MOSFET的通斷，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)四處不同位置壓力的測(cè)量。IO 口的不同輸出狀態(tài)對(duì)應(yīng)的邏輯與門(mén)輸出、MOSFET的通斷及其采樣位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。圖6對(duì)應(yīng)的是表1中的第1種情況的等效電路圖。
表1 IO□輸出狀態(tài)與邏輯與門(mén)、NMOS管及采樣位直對(duì)應(yīng)關(guān)系表
權(quán)利要求
1.一種擴(kuò)充AD 口的方法，是通過(guò)利用單片機(jī)上的普通數(shù)字輸出口輸出信號(hào)具有兩種不同狀態(tài)對(duì)AD采集端口電路進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)AD數(shù)據(jù)的批量采集。
2.如權(quán)利要求1所述的擴(kuò)充AD口的方法，其特征在于每通過(guò)一路所述數(shù)字輸出口控制采樣電路，該單片機(jī)的AD 口即擴(kuò)充至原始的兩倍。
3.如權(quán)利要求1所述的擴(kuò)充AD口的方法，其特征在于所述數(shù)字輸出口對(duì)AD采集端口電路控制是通過(guò)控制電路實(shí)現(xiàn)，所述控制電路主要由每一利用的所述數(shù)字輸出口控制的一路邏輯非門(mén)電路和串聯(lián)在每一所述采集端口電路的NMOS管構(gòu)成，所述非門(mén)電路控制所述NMOS管的通斷。
4.如權(quán)利要求3所述的擴(kuò)充AD口的方法，其特征在于所述控制電路還包括聯(lián)接在所述非門(mén)電路與NMOS管之間的邏輯與門(mén)電路，每一個(gè)所述NMOS管串聯(lián)一路所述與門(mén)電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種擴(kuò)充AD口的方法，具體是通過(guò)利用單片機(jī)上的普通數(shù)字輸出口輸出信號(hào)具有兩種不同狀態(tài)對(duì)AD采集端口電路進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)AD數(shù)據(jù)的批量采集。該方法適用于采樣電路結(jié)構(gòu)相似的參數(shù)采集，每增加一路數(shù)字輸出控制，即可等效將AD口數(shù)量加倍；達(dá)到了增加很少器件且?guī)缀醪辉黾釉O(shè)計(jì)成本的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多AD口擴(kuò)充的目的，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約單片機(jī)AD口資源，節(jié)約了生產(chǎn)成本，適用于所有單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)時(shí)的AD檢測(cè)電路中。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102183905SQ20111000030
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者孫正軍 申請(qǐng)人:深圳市航宇德升科技有限公司