[发明专利]一种模数转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种模数转换装置，特别涉及一种可编程调节电压基准及增益精度的模数转换装置。

背景技术

模数转换器作为常用的电子装置，其作用是将模拟电路中的采集量进行转换并发送至数字电路的处理器中进行处理与分析。其工作原理是将模拟电压与数字信号进行对应，根据采集电压与参考电压基准的差值关系，以确定对应的数字量。目前常用的模数转换装置一般采用固定电压基准，该种方法固定了模拟量的采样范围与采样精度，因此其适用性也会受到一定的限制。而如今，随着传感器工艺的上升与实际应用的要求提高，使得如何准确、高效的实现模拟电压的采集成为当前丞待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决常规模数转换装置测量精度受限、对低电压信号采集精度低的缺点、可编程电压基准及增益的模数转换装置。

本发明的目的是这样实现的：

模数转换装置，包括数据处理模块、模拟量采集模块、电压基准上限模块、电压基准下限模块、通信接口模块、显示模块、电源模块、时钟模块，复位模块,数据处理模块分别与上述的其它模块连接，电压基准上限模块、电压基准下限模块还连接模拟量采集模块，通信接口模块连接上位机，其中数据处理模块对数据信息进行采集、运算与输出；模拟量采集模块采集模拟电压；电压基准上限模块提供模数采集芯片的电压基准上限；电压基准下限模块提供模数采集芯片的电压基准下限；通信接口模块用于与上位机的数据进行通信；显示模块显示采集的模拟量数据信息；电源模块提供电路的工作电压；时钟模块提供数据处理模块的时序；复位模块用于对系统复位。

所述的数据处理模块可选择CPLD芯片中的一种；模拟量采集模块可选择Σ→Δ模数转换芯片中的一种；电压基准上限模块选择数模转换芯片中的一种；电压基准下限模块选择数模转换芯片中的一种。

所述的电源模块总输入电压VIN为+24V，由电源接口（G）引入，正极引入端接按键开关X端，另一端接开关电源稳压器LM2596S-5.0(U2)的1管脚，产生+5V工作电压，第一降噪电容（CT1）的一端接开关电源稳压器（U2）的1管脚、另一端接数字电源地GND；开关电源稳压器3管脚、5管脚接数字电源地GND；2管脚与4管脚之间连接电感（L11）；4管脚的电压值为+5V；第二电容（CT2）的一端接开关电源稳压器的4管脚、另一端接数字电源地GND；第七电容（C7）的一端接开关电源稳压器的4管脚、另一端接数字电源地GND；降压电源芯片LM1117DT-3.3（U3）产生+3.3V工作电压、3管脚接+5V工作电压、1管脚接数字电源地GND、4管脚产生+3.3V工作电压，第一电阻（R1）与发光二级管（D2）串联并接于+5V电源与数字电源地GND之间；第六电容（C6）的一端接+3.3V工作电压、另一端接数字电源地GND，第五电容（C5）的一端接+3.3V工作电压、另一端接数字电源地GND；

所述的数据处理模块采用CPLD芯片EMP1270T144（U1）为本发明的核心处理芯片，其10、26、47、65、99、115、135、83、17、54、92、128管脚接数字电源地GND；9、25、116、136、82、100、46、64、126、90、56、19管脚接+3.3V电源；有源晶振（U0）的频率为50MHz，有源晶振的4管脚接+3.3V电源、有源晶振的2管脚接数字电源地GND、有源晶振的3管脚与核心处理芯片的18管脚连接；核心处理芯片的20管脚接数字电源地GND；按键（S1）与第三电阻（R3）串联并连接核心处理芯片的60管脚与+3.3V电源之间；第八电容C8的一端接核心处理芯片的60管脚、另一端接+3.3V电源；第四电阻（R4）的一端接核心处理芯片的60管脚、另一端接数字电源地GND；

所述通信接口模块采用MAX3232（U14）为串口通信芯片，串口通信芯片的11管脚与CPLD芯片的71管脚连接、串口通信芯片的14管脚与核心处理芯片的72管脚连接；串口通信芯片的1管脚与3管脚之间接第九电容（C9）、串口通信芯片的4管脚与5管脚间接第十二电容（C12）、串口通信芯片的8管脚、10管脚、15管脚接数字电源地GND；第十一电容（C11）两端分别接串口通信芯片的2管脚与+3.3V电源；第十电容（C10）两端分别接串口通信芯片的6管脚与数字电源地GND；串口通信芯片的16管脚接+3.3V电源；9针串行接口（J3）的2引脚接串口通信芯片的14管脚、9针串行接口的3引脚接串口通信芯片的13管脚、9针串行接口的5引脚接数字电源地GND；