CN109947688A - Uart/i2c总线可编程上拉电压控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，包括单片机，用于输出指定占空比的PWM方波信号；低通滤波器，用于将输入的PWM方波信号处理为无段式可调仿真电压；电压跟随器，用于接收仿真电压信号，以使电压跟随器的输出端输出稳定的电压信号。本发明提供一种UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，通过调节PWM方波占空比来达到输出不同范围的上拉电压，从而简化电路，减少I/O总线占用，减少了电气元器件的使用，节省运营成本。
Description
技术领域
本发明涉及控制电路技术领域，具体涉及一种UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路。
背景技术
UART(通用异步收发传输器)与I2C(内部整合电路)总线目前被大量使用在电子产品中，具有低成本，高效益的特性。但是由于使用场合不同，它们所使用的上拉电压范围是1.8V～12V。目前应对的方式，都是针对各种不同的需求，设计专用的总线电路,使用固定的上拉电压,无法弹性更换上拉电压，必须做硬件的改动,或利用I/O线来选择不同的上拉电压。而上述方式的缺点是：占用I/O线资源，且必须把所有可能使用的上拉电压都要预先制作在电路中，例如:如果需要输入4种上拉电压,则要准备四个上拉电压源，占用至少2条I/O线来作电压选择。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，通过调节PWM方波占空比来达到输出不同范围的上拉电压，从而简化电路，减少I/O总线占用，减少了电气元器件的使用，节省运营成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，包括：
单片机，用于输出指定占空比的PWM方波信号；
低通滤波器，用于将输入的PWM方波信号处理为无段式可调仿真电压；
电压跟随器，用于接收仿真电压信号，以使电压跟随器的输出端输出稳定的电压信号。
进一步地说，所述低通滤波器包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的输入端连接单片机的波形信号输出端，所述第一电阻的输出端通过第一电容接地。
进一步地说，所述电压跟随器包括集成运算放大器和MOSFET，所述集成运算放大器的同相输入端连接第一电阻的输出端且其反相输入端接地，集成运算放大器的输出端连接MOSFET的栅极，集成运算放大器的电源端连接电源且其接地端接地，所述MOSFET的源极连接集成运算放大器的反相输入端，漏极连接电源。
进一步地说，集成运算放大器的反相输入端通过第二电容接地。
进一步地说，单片机的DATA信号端口和CLK信号端口分别连接MOSFET的源极。
进一步地说，单片机的DATA信号端口和CLK信号端口分别通过上拉电阻连接MOSFET的源极。
进一步地说，所述单片机连接电源。
进一步地说，所述单片机为内部能够输出PWM波形信号的单片机。
本发明的有益效果：
本发明使用1条I/O线产生PWM方波信号,加上一低通滤波器使PWM信号变为无段式可调仿真电压,以改变PWM方波占空比来调节仿真电压(即上拉电压)的高低，因此，上拉电压源电路简化为一个,减少了I/O线占用,减少电源元器件的个数，节省成本；
更佳的是，电压跟随器的设置使输出电压维持稳定，不受负载的影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中各部分的附图标记如下：
单片机10、低通滤波器20、电压跟随器30、集成运算放大器U、第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2、第一上拉电阻R2和第二上拉电阻R3。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的保护范围。
实施例：一种UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，如图1所示，包括：
单片机10，用于输出指定占空比的PWM方波信号；
低通滤波器20，用于将输入的PWM方波信号处理为无段式可调仿真电压；
电压跟随器30，用于接收仿真电压信号，以在电压跟随器的输出端输出稳定电压信号。
所述低通滤波器20包括第一电阻R1和第一电容C1，所述第一电阻的输入端连接单片机的波形信号输出端，所述第一电阻的输出端通过第一电容接地。
所述电压跟随器30包括集成运算放大器U和MOSFET(金氧半场效晶体管)，所述集成运算放大器的同相输入端连接第一电阻的输出端且其反相输入端接地，集成运算放大器的输出端连接MOSFET的栅极，集成运算放大器的电源端连接电源且其接地端接地，所述MOSFET的源极连接集成运算放大器的反相输入端，漏极连接电源。
集成运算放大器的反相输入端通过第二电容C2接地,第二电容具有滤波的作用。
单片机的DATA(数据)信号端口和CLK(时钟)信号端口分别连接MOSFET的源极。
单片机的DATA信号端口和CLK信号端口分别通过第一上拉电阻R2、第二上拉电阻R3连接MOSFET的源极。
所述单片机连接电源。
所述单片机为内部能够输出指定占空比的PWM波形信号的单片机。
本发明使用1条I/O线产生PWM方波信号,加上一低通滤波器使PWM信号变为无段式可调仿真电压,以改变PWM方波占空比来调节仿真电压(即上拉电压)的高低。故，与图1相比，上拉电压源电路简化为一个,减少了I/O线占用,减少了四个开关组件，减少了2对4译码器。
本发明举例说明，如图1所示，当单片机Vcc＝5V时,若需要产生3.3V的上拉电压，则单片机只要输出一个占空比为66％的方波即可。
其中，上拉电压＝PWM占空比*Vcc。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，其特征在于：包括：
单片机，用于输出指定占空比的PWM方波信号；
低通滤波器，用于将输入的PWM方波信号处理为无段式可调仿真电压；
电压跟随器，用于接收仿真电压信号，以使电压跟随器的输出端输出稳定的电压信号。
2.根据权利要求1所述的UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，其特征在于：所述低通滤波器包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的输入端连接单片机的波形信号输出端，所述第一电阻的输出端通过第一电容接地。
3.根据权利要求2所述的UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，其特征在于：所述电压跟随器包括集成运算放大器和MOSFET，所述集成运算放大器的同相输入端连接第一电阻的输出端且其反相输入端接地，集成运算放大器的输出端连接MOSFET的栅极，集成运算放大器的电源端连接电源且其接地端接地，所述MOSFET的源极连接集成运算放大器的反相输入端，漏极连接电源。
4.根据权利要求3所述的UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，其特征在于：集成运算放大器的反相输入端通过第二电容接地。
5.根据权利要求3所述的UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，其特征在于：单片机的DATA信号端口和CLK信号端口分别连接MOSFET的源极。
6.根据权利要求3所述的UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，其特征在于：单片机的DATA信号端口和CLK信号端口分别通过上拉电阻连接MOSFET的源极。
7.根据权利要求1所述的UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，其特征在于：所述单片机连接电源。
8.根据权利要求1所述的UART/I2C总线可编程上拉电压控制电路，其特征在于：所述单片机为内部能够输出PWM波形信号的单片机。
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