[实用新型]利用微处理器积分的模拟/数字转换器

说明书

本实用新型涉及一种模拟/数字转换器，特别是涉及一种利用微处理器积分的模拟/数字转换器。

现有的模拟/数字转换器，需要在线路上设置一专用的模拟/数字芯片(如：7135、7107等)，这种结构一般都还需要正、负双电源，这就使得模拟/数字转换器的成本增加。

本实用新型的目的在于提供一种价格低廉的模拟/数字转换器。

为实现上述目的，本实用新型利用微处理器积分的模拟/数字转换器包括微处理器、模拟开关、运放一、运放二、三极管、单极管。模拟开关的一个输出端连接于运放一正相输入端，通过控制模拟开关，使得模拟信号输入运放一；运放一反相输入端引自三极管发射极，运放一的输出端通过单极管连接三极管的集电极和作为比较器的运放二反相输入端，运放二的正相输入端接基准稳压电源；微处理器的CLR脚连接三极管的基极，微处理器通过控制CLR脚为高电平、低电平使三极管导通、闭合，进而使得跨接在三极管之间的积分电容放电、充电，同时控制模拟开关，将运放一的输入接信号地；运放二的输出端连接微处理器一输入端口。

本实用新型由于充分利用了微处理器的资源，再加上一片廉价的通用型模拟开关、单电源高速双运放即实现了高性能的多路模拟/数字转换，省却了一个模拟/数字专用芯片，进而降低了模拟/数字转换器的成本。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型利用微处理器积分的模拟/数字转换器的主板电路图。

如图1所示，本实用新型利用微处理器积分的模拟/数字转换器包括微处理器1、模拟开关2、运放一3、运放二4、三极管5、单极管7。微处理器1采用80C52芯片，模拟开关2采用通用型CD4051芯片，运放一3、运放二4采用TLC272芯片。模拟开关2的一个输出端连接于运放一3正相输入端，通过控制模拟开关2，使得模拟信号输入运放一3；运放一3反相输入端引自三极管5发射极，运放一3的输出端通过单极管7连接三极管5的集电极和作为比较器的运放二4反相输入端，运放二4的正相输入端接基准稳压电源U4；微处理器1的CLR脚连接三极管5的基极，微处理器1通过控制CLR脚为高电平、低电平使三极管5导通、闭合，进而使得跨接在三极管5之间的积分电容6放电、充电，同时控制模拟开关2，将运放一3的输入接信号地；运放二4的输出端连接微处理器1一输入端口。

模拟/数字(A/D)转换过程需要利用微处理器1(80C52)进行控制，步骤如下：微处理器1(80C52)先使CLR脚为高电平，使得三级管5的C、E极导通让积分电容6放电；同时控制模拟开关2，将运放一3(TLC272)的输入接信号地(SGND)，积分电容6放电完毕后；微处理器1拉低CLR脚电平，这时运放一3输出端对积分电容6开始充电，其电压上升速率与SGND对地电压(50MV)成正比。高速双运放的另一半运放二4组成一个比较器；其输入端(+)接2.5V基准稳压电源，积分电容6上电压低于2.5V时，运放二4输出高电平，而当积分电容6上的积分电压超过2.5V时，作为比较器的运放二4输出低电平。由微处理器1(80C52)通过INTO脚对高电平进行其计时，可记录下对50mv电压的积分时间TO。得出TO后，再由微处理器1(80C52)依照同样步骤，先控制CLR脚为高电平，使三极管5导通让积分电容6放电。然后控制模拟开关2，使被测量的模拟信号接到运放一3的信号输入端。积分电容6放电完毕后，由微处理器1拉低CLR脚电平，运放一3的输出端对积分电容6开始充电，其电压上升速率正比于输入信导电压和SGND对地电压(50mV)之和。微处理器1(80C52)通过INTO脚对高电平进行计时，可记录对信号电压十50MV电压的积分时间Ti。

此外，本线路中，基准稳压器U5，提供一个约4.1V的稳定电源，而基准稳压电源U4提供一个相对于信号地(SGND)的2.5V基准稳压电源，信号地和电源地间有一固定电阻RJ2，由于4.1V电压和2.5V均稳定.所以RJ2上的电压也是稳定的(本图中，RJ2为16欧，RJ7为470欧，所以流过RJ2的电流大约(4.1-2.5SV)/(16+470)＝3.3MA；其电压约50mV)。这样信号地(SGND)对地(GND)电压就为稳定的基准值；数值约50mV，并且对SGND的2.5V基准稳压电源的输出电流在一定范围内〔0-2mA〕变化时，SGND对地50mV的电压值仍保持稳定，这样即使在由测量电阻类信号时，需要对外输出电流给被测电阻时，SGND对地电压也不会因输出电流大力变化而改变，这对于本模拟/数字(A/D)转换器测量电阻类信号(如Pt100热电阻)是必要的。