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节省微处理器资源的电压/脉宽转换器

James Christensen?? Kris Design Co?? El Cajon?? CA?? 2007年03月29日 ?? 收藏0

  虽然这种电压/脉宽转换器并非经典“1、0流”意义的ADC,但它产生的逻辑电平输出脉冲的可变宽度代表了输入电压的模拟值。IC1电路基于 Atmel 公司的 AT89LP4052 微处理器,运用了经典的定时放电 RC(电阻器/电容器)ADC 设计的改进版,从而高效率利用了目标微处理器的有限模拟端口引出线和代码空间。

图1,部件最少的模拟电压/脉宽转换器。子图表示了计时网络和输出电压波形。未标记的 IC1引脚可用于用户的功能


  定时 RC ADC 使电容器能在微处理器使计数器递增时通过电阻器充电。当比较器检测到电容器电压和模拟输入电压相等时,计数终止,其存储值代表 ADC 的输出。但是,RC 网络的指数型充电特性产生了非线性转换。各种软件和硬件技术能部分地校正这些非线性,但都必然会增加代码,由此延长了电路开发时间或占用额外的、其它用途需要的I/O端口引脚。

  为了产生无需校正的线性充电特性,图1中的电路使用了 LM334恒流源IC2来驱动电容器C2,后者连到IC1的 AIN0模拟输入端口。微控制器中的内部计时器测量从充电斜坡的开始到斜坡电压穿过IC1的AIN1端口的模拟输入电压阈值那一瞬间的流逝时间。

  在这种应用中,电位器RV1提供与它的位置成比例的模拟输入电压。在输出端P1.5的正

向脉冲的宽度变化与模拟电压输入成比例。请注意:I/O端口引脚AIN1用于双重目的——作为模拟输入端和开路漏极输出端,后者在下一个转换周期之前使斜坡形成电容器C2放电。

  8比特电压/脉宽转换周期在不到4ms内完成。代码执行转换功能,并在IC1的端口P1.5(17 号引脚)输出时间长度为100ms的脉冲列,在13号引脚 (AIN1) 有一个与模拟输入电压成比例的正向脉冲宽度。对连接器J1编程可以提供对IC1 的访问,以便上载编译后的代码。AT89LP4052 微处理器一般每个时钟周期执行一条指令,并且一个10ms的计时器例程能完成要求的管理功能,为其它程序任务留下了许多时间,其中包括一种需要二进制编码模拟/数字输出的未来应用。


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微处理器? 电压/脉宽转换? 资源器?

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