CN114327236B - 一种单片机接收ad信号时加入电压修正因子的判断方法 - Google Patents
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Abstract
一种单片机接收AD信号时加入电压修正因子的判断方法，通过读取电源电压的AD值并计算实际电源电压，计算实时的实际电源电压，计算系统实际电压的实时波动系数，计算输入信号AD值的波动系数，并修正输入信号AD值并完成判断。本发明解决了单片机接收的AD信号会随单片机系统实际供电电压的波动而波动，从而导致系统长时间后会影响系统的功能的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车控制电路技术领域，尤其涉及一种单片机接收AD信号时加入电压修正因子的判断方法。
背景技术
目前，在使用单片机接收AD信号时，传统通用的判断方法是直接读取IO端口的信号电压值，将该电压值转换成对应的数字信号进行判断。因为单片机接收的AD信号，本质上是电压值，并且该信号会随单片机系统实际供电电压的波动而波动。但传统的判断方法未考虑这种波动，因此，当系统电压波动时，接收到的AD信号也会出现波动，而单片机仍按照未波动的值进行判断，就会出现误判的现象。特别是随着系统使用时间的增加，这种情况会更加频繁，严重时会影响系统的功能。因此，需要发明一种单片机接收AD信号时加入电压修正因子的判断方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种单片机接收AD信号时加入电压修正因子的判断方法，解决了单片机接收的AD信号会随单片机系统实际供电电压的波动而波动，从而导致系统长时间后会影响系统的功能的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
读取电源电压的AD值并计算实际电源电压：MCU的控制端输出高电平至AD接口采样电路，通过AD接口采样电路得到AD接口的采样电压值；并通过读取采样电压值计算得到实际电源电压；
计算实时的实际电源电压：MCU以周期性同时读取实时的采样电压值和输入信号AD值，并通过实际电源电压与采样电压值的线性关系，计算出实时的实际电源电压；
计算系统实际电压的实时波动系数：根据事先设定的系统标准电压，计算出系统实际电压的实时波动系数；
计算输入信号AD值的波动系数：根据外部输入信号的AD信号采集电路，得出实际电源电压和输入信号AD值的线性关系，计算出输入信号AD值的波动系数；
修正输入信号AD值并完成判断：根据得到的输入信号AD值的波动系数对输入信号AD值进行修正，得到修正后的输入信号AD值，并根据修正后的输入信号AD值对输入信号进行判断。
进一步地，所述的AD接口采样电路由MCU的控制端通过输入三极管的电平高低以控制三极管的通断，从而实现AD接口采样电路的通断。
进一步地，所述的AD接口电路包括MCU的控制端、电源电压，所述MCU的控制端一路连接至第一电容C1并接地后，另一路连接第一电阻R1、第二电阻R2并接入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1的发射极与第二电阻R2的共同接地；NPN三极管Q1的集电极经第三电阻R3及第四电阻R4接至电源电压后，一路接至PNP三极管Q2的基极，电源电压的另一路接至PNP三极管Q2的发射极；PNP三极管Q2的集电极接至第五电阻R5和第六电阻R6并接地,第六电阻R6与第二电容C3并联后连接至MCU的采样端；PNP三极管Q3的集电极与第五电阻R5还连接至AD信号采集电路。
进一步地，所述的AD信号采集电路包括外部信号输入端、修正后输入信号端，所述的外部输入端分别连接至第三电容C3、第七电阻R7、第八电阻R8；AD接口采样电路通过第七电阻R7连接至外部信号输入端与第八电阻R8之间；第八电阻R8一路连接修正后输入信号端，另一路分别与第十一电阻R11、第五电容C5连接；第四电容C4、第五电容C5连接和第十一电阻R11共同接地。
进一步地，MCU同时读取实时的采样电压值VBAT_AD_TO_MCU和输入信号AD值Vad的周期为10ms。
本发明的有益效果：本发明一种单片机接收AD信号时加入电压修正因子的判断方法，能在使用单片机接收AD信号时，对输入信号的AD值进行修正判断，不会出现误判的现象。本发明消除了系统正常工作时电压波动对单片机判断AD信号的影响，采样结果更准确，保证系统长期工作后单片机AD采样功能的可靠性，保证了系统的稳定运行。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
图1为本发明中AD接口采样电路的电路图。
图2为本发明中AD信号采集电路的电路图。
图3为本发明一种单片机接收AD信号时加入电压修正因子的判断方法的流程原理图。
具体实施方式
如图3所示的一种单片机接收AD信号时加入电压修正因子的判断方法，步骤为：
读取电源电压BAT的AD值并计算实际电源电压：MCU给控制端输出高电平至AD接口采样电路，通过AD接口采样电路得到AD接口的采样电压值VBAT_AD_TO_MCU。并通过读取采样电压值VBAT_AD_TO_MCU计算得到实际电源电压VBAT；
计算实时的实际电源电压：MCU以周期性同时读取实时的采样电压值VBAT_AD_TO_MCU和输入信号AD值Vad，并通过实际电源电压VBAT与采样电压值VBAT_AD_TO_MCU的线性关系，计算出实时的实际电源电压VBAT；
计算系统实际电压的实时波动系数：根据事先设定的系统标准电压Vbase，计算出系统实际电压的实时波动系数，计算公式为：|VBAT-Vbase|/Vbase；
计算输入信号AD值的波动系数：根据外部输入信号的AD信号采集电路，得出实际电源电压VBAT和输入信号AD值Vad的线性关系，计算出输入信号AD值Vad的波动系数，其公式同样为：|VBAT-Vbase|/Vbase；
修正输入信号AD值并完成判断：根据得到的输入信号AD值Vad的波动系数对输入信号AD值Vad进行修正，得到修正后的输入信号AD值Vad′，计算公式为：Vad′＝Vad*Vbase/|VBAT-Vbase|；并根据修正后的输入信号AD值Vad′，对输入信号进行判断。
进一步地，所述的AD接口采样电路由MCU的控制端通过输入三极管的电平高低以控制三极管的通断，从而实现AD接口采样电路的通断。
进一步地，如图1所示，所述的AD接口电路包括MCU的控制端、电源电压BAT，所述MCU的控制端一路连接至第一电容C1并接地后，另一路连接第一电阻R1、第二电阻R2并接入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1的发射极与第二电阻R2的共同接地；NPN三极管Q1的集电极经第三电阻R3及第四电阻R4接至电源电压后，一路接至PNP三极管Q2的基极，电源电压的另一路接至PNP三极管Q2的发射极；PNP三极管Q2的集电极接至第五电阻R5和第六电阻R6并接地,第六电阻R6与第二电容C3并联后连接至MCU的采样端；PNP三极管Q3的集电极与第五电阻R5还连接至AD信号采集电路。
进一步地，如图2所示，所述的AD信号采集电路包括外部信号输入端、修正后输入信号端Vad′TO MCU，所述的外部输入端分别连接至第三电容C3、第七电阻R7、第八电阻R8；AD接口采样电路通过第七电阻R7连接至外部信号输入端与第八电阻R8之间；第八电阻R8一路连接修正后输入信号端Vad′TO MCU，另一路分别与第十一电阻R11、第五电容C5连接；第四电容C4、第五电容C5连接和第十一电阻R11共同接地。
进一步地，为了实现更好的读取、计算数据精度，MCU同时读取实时的采样电压值VBAT_AD_TO_MCU和输入信号AD值Vad的周期为10ms。
本发明的原理：
MCU给控制端VBAT_AD_CTR输出高电平5V，此时5V电压通过第一电容C1滤波再经第一电阻R2和第二电阻R3分压后使NPN三极管Q1导通；然后第四电阻R4和第三电阻R3对电源电压BAT分压后使PNP三极管Q2导通，然后PNP三极管Q2导通后电源电压BAT经第五电阻R5和第六电阻R6分压，再经第二电容C2滤波后给MCU的采样端，MCU通过读取这个采样电压值VBAT_AD_TO_MCU就可以计算得到实际电源电压VBAT；
外部信号输入端开关的挡位阻值经过第三电容C3滤波后，会与第八电阻R8加第九电阻R9的阻值并联，该并联后的阻值为R10,R10阻值与第七电阻R7进行分压；R10得到的电压U10再经过第八电阻R8、第九电阻R9进行分压得到U11，分压得到的电压U11就是MCU的输入信号AD值Vad′。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的均落在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种单片机接收AD信号时加入电压修正因子的判断方法，其特征是，步骤为：
读取电源电压的AD值并计算实际电源电压：MCU的控制端输出高电平至AD接口采样电路，通过AD接口采样电路得到AD接口的采样电压值；并通过读取采样电压值计算得到实际电源电压；
计算实时的实际电源电压：MCU以周期性同时读取实时的采样电压值和输入信号AD值，并通过实际电源电压与采样电压值的线性关系，计算出实时的实际电源电压；
计算系统实际电压的实时波动系数：根据事先设定的系统标准电压，计算出系统实际电压的实时波动系数；
计算输入信号AD值的波动系数：根据外部输入信号的AD信号采集电路，得出实际电源电压和输入信号AD值的线性关系，计算出输入信号AD值的波动系数；
修正输入信号AD值并完成判断：根据得到的输入信号AD值的波动系数对输入信号AD值进行修正，得到修正后的输入信号AD值，并根据修正后的输入信号AD值对输入信号进行判断；
所述的AD接口采样电路包括MCU的控制端、电源电压，所述MCU的控制端一路连接至第一电容C1并接地后，另一路连接第一电阻R1、第二电阻R2并接入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1的发射极与第二电阻 R2的共同接地；NPN三极管Q1的集电极经第三电阻R3及第四电阻R4接至电源电压后，一路接至PNP三极管Q2 的基极，电源电压的另一路接至PNP三极管Q2的发射极；PNP三极管Q2的集电极接至第五电阻R5和第六电阻R6并接地, 第六电阻R6与第二电容C2并联后连接至MCU的采样端；PNP三极管Q2的集电极与第五电阻R5还连接至AD信号采集电路；
所述的AD信号采集电路包括外部信号输入端、修正后输入信号端，所述的外部输入端分别连接至第三电容C3、第七电阻R7、第八电阻R8；AD接口采样电路通过第七电阻R7连接至外部信号输入端与第八电阻R8之间；第八电阻R8一路连接修正后输入信号端，另一路分别与第九电阻R9、第四电容C4连接；第三电容C3、第四电容C4连接和第九电阻R9共同接地。
2.根据权利要求1所述的单片机接收AD信号时加入电压修正因子的判断方法，其特征是，所述的AD接口采样电路由MCU的控制端通过输入三极管的电平高低以控制三极管的通断，从而实现AD接口采样电路的通断。
3.根据权利要求1所述的单片机接收AD信号时加入电压修正因子的判断方法，其特征是，MCU同时读取实时的采样电压值和输入信号AD值的周期为10ms。
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