CN102118171A - 基于微控制器的d/a转换电路 - Google Patents

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邢建平
李建文
邱雪梅
孟令国
陈岗
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Abstract

本发明公开了一种基于微控制器的D/A转换电路，它主要包括内置A/D转换器的微控制器、第一电阻和电容组成的滤波单元、陷波器和第二电阻，本发明不仅电路结构简单，除只占用微控制器一个内置A/D转换器的信号输入通道和一个输出端口外，几乎不占用微控制器内部硬件资源；而且组成了一个闭环D/A转换系统，微控制器对D/A转换器输出电压进行采样，并与内部参考电压进行比较，然后通过控制输出端口来控制D/A转换电路输出电压Vo的高低。本发明通过提高A/D转换器的采样率、改善采样结果的软件滤波算法和优化陷波器的设计，大幅提升了D/A转换电路的输出电压精度和响应速度。

Description

基于微控制器的D/A转换电路
技术领域
本发明涉及一种微控制器外围电路，具体地说是一种基于微控制器的D/A转换电路。
背景技术
在不少电路系统中都会用到D/A转换器，但是，目前市场销售的微控制器大多都没有内置D/A转换器；虽然有一些微控制器内置了D/A转换器，却由于D/A转换器的精度不够或数量不足而无法利用。此时，往往采用外置D/A转换器，而外置D/A转换器不但成本高，而且需要复杂的接口电路和时序逻辑。无论是从软件设计，还是从硬件设计方面，这无疑都会明显增加设计复杂度，降低系统稳定性。
发明内容
针对上述不足，本发明提供了一种基于微控制器的D/A转换电路，其不仅硬件电路简单、占用微控制器内部资源少，而且软件编程简单、转换精度高。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是：一种基于微控制器的D/A转换电路，包括微控制器，其特征是，还包括第一电阻、第二电阻、电容和陷波器；所述微控制器至少包括一个内置A/D转换器；所述第一电阻一端与微控制器的一输出端口连接，另一端分别与电容一端和陷波器的输入端连接；所述陷波器的输出端分别与第二电阻一端和负载的正极连接，陷波器的公共端分别与电容另一端、负载的负极和公共地连接；所述第二电阻的另一端与微控制器一内置A/D转换器的信号输入端连接。
工作时，第二电阻作为反馈单元对负载的电压信号进行采样并通过内置的A/D转换器反馈给微控制器，微控制器将采集的电压信号与参考电压进行比较。如果负载的采样电压值小于参考电压，则微控制器对其输出端口通过置1操作来对电容进行充电；反之，如果负载的采样电压值大于等于参考电压，则微控制器对其输出端口通过清0操作来对电容进行放电。微控制器的输出电压信号首先经过由第一电阻和电容构成的低通滤波单元对进行滤波，然后再通过陷波器进一步进行优化来提高输出电压信号的精度。由此，输出电压信号可动态跟踪微控制器设定的参考电压，动态实现D/A转换，并且通过提高微控制器内置A/D转换器的采样速率可大幅提高D/A转换的输出电压精度和动态响应速度。
本发明的有益效果是：本发明不仅电路结构简单，除只占用微控制器一个内置A/D转换器的信号输入通道和一个输出端口外，几乎不占用微控制器内部硬件资源；而且组成了一个闭环D/A转换系统，微控制器对D/A转换器输出电压进行采样，并与内部参考电压进行比较，然后通过控制输出端口来控制D/A转换电路输出电压的高低。本发明通过提高A/D转换器的采样率、改善采样结果的软件滤波算法和优化陷波器的设计，大幅提升了D/A转换电路的输出电压精度和响应速度。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，该种基于微控制器的D/A转换电路，包括至少内置一个A/D转换器的微控制器IC、第一电阻R1、第二电阻R2、电容C和陷波器FL；所述微控制器IC。所述第一电阻R1一端与微控制器IC的一输出端口PIN_OUT连接，另一端分别与电容C一端和陷波器FL的输入端VI连接；所述陷波器FL的输出端V0分别与第二电阻R2一端和负载RL的正极连接，陷波器FL的公共端CM分别与电容C另一端、负载RL的负极和公共地连接；所述第二电阻R2的另一端与微控制器IC一内置A/D转换器的信号输入端AD-IN连接。
工作时，第二电阻作为反馈单元对负载的电压信号进行采样并通过内置的A/D转换器反馈给微控制器，微控制器将采集的电压信号与参考电压进行比较。如果负载的采样电压值小于参考电压，则微控制器对其输出端口通过置1操作来对电容进行充电；反之，如果负载的采样电压值大于等于参考电压，则微控制器对其输出端口通过清0操作来对电容进行放电。微控制器的输出电压信号首先经过由第一电阻和电容构成的低通滤波单元对进行滤波，然后再通过陷波器进一步进行优化来提高输出电压信号的精度。由此，输出电压信号可动态跟踪微控制器设定的参考电压，动态实现D/A转换，并且通过提高微控制器内置A/D转换器的采样速率可大幅提高D/A转换的输出电压精度和动态响应速度。

Claims (1)

1.基于微控制器的D/A转换电路，包括微控制器(IC)，其特征是，还包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、电容(C)和陷波器(FL)；所述微控制器(IC)至少包括一个内置A/D转换器；所述第一电阻(R1)一端与微控制器(IC)的一输出端(PIN_OUT)连接，另一端分别与电容(C)一端和陷波器(FL)的输入端(VI)连接；所述陷波器(FL)的输出端(V0)分别与第二电阻(R2)一端和负载(RL)的正极连接，陷波器(FL)的公共端(CM)分别与电容(C)另一端、负载(RL)的负极和公共地连接；所述第二电阻(R2)的另一端与微控制器(IC)一内置A/D转换器的信号输入端(AD-IN)连接。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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