CN1449116A - 模数转换器阈值检测电器 - Google Patents

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Abstract

本发明的至少一个示范实施例包括一种装置，该装置包括微处理器、集成到所述微处理器中的多路复用模数转换器以及连接到所述多路复用模数转换器的参考电压源。本发明的至少一个示范实施例包括一种方法，其中包括在集成到微处理器中的多路复用模数转换器上获得信号；以及将该信号的数字值与参考数字值相比。重点在于，提供本摘要是为了遵循要求摘要的规则，使检索者或其它读者可快速确定本技术公开的主题。应当理解，提交本摘要并不是用来说明或限定权利要求书的范围或意义。

Description

模数转换器阈值检测电路
相关申请的交叉引用
本申请要求享有对2002年3月28日提交的序列号为60/368419(代理人档案号为2002P05386)的未决临时申请的优先权，现将该申请通过引用完整地结合于本文中。
技术领域
本发明涉及模数转换器领域，更具体地说，涉及一种模数转换器阈值检测电路。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种装置，它包括：
集成到可编程逻辑控制器中的微处理器；
集成到所述微处理器中的多路复用模数转换器；以及
连接到所述多路复用模数转换器的参考电压源。
根据本发明的另一方面，提供一种装置，它包括：
微处理器；
集成到所述微处理器中的多路复用模数转换器；以及
连接到所述多路复用模数转换器的参考电压源。
在上述装置中，所述微处理器连接到可编程逻辑控制器的处理器。
上述装置还包括连接到所述多路复用模数转换器的输入信号源。
上述装置还包括通过因特网连接到所述多路复用模数转换器的输入信号源。
上述装置还包括连接到所述多路复用模数转换器的多个输入信号源。
上述装置还包括连接到所述多路复用模数转换器的输入信号源的精密电阻。
上述装置还包括连接到所述多路复用模数转换器的多个输入信号源的精密电阻。
上述装置还包括含有多个参考数字值的存储器，所述存储器集成到所述微处理器中。
上述装置还包括含有多个参考数字值的存储器，所述存储器连接到所述微处理器。
根据本发明的另一方面，提供一种方法，它包括：
在集成到微处理器中的多路复用模数转换器上接收信号；以及
将所述信号的数字值与参考数字值进行比较。
在上述方法中，所述微处理器集成到可编程逻辑控制器中。
在上述方法中，所述信号通过因特网来接收。
在上述方法中，还包括确定所述参考数字值。
在上述方法中，还包括确定多个参考数字值。
在上述方法中，还包括：
将所述信号的数字值除以所述参考数字值而得到被除结果；以及
将所述被除结果乘以所述多路复用模数转换器的最大计数而获得乘积。
在上述方法中，还包括将所述信号的电压电平转换成数字值。
在上述方法中，还包括根据所述信号的数字值来确定输入状态。
在上述方法中，还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于开路电路。
在上述方法中，还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于短路电路。
在上述方法中，还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于短路传感器。
在上述方法中，还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于正确连接的传感器。
在上述方法中，还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于具有有效高逻辑电平的正确连接的传感器。
在上述方法中，还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于具有有效低逻辑电平的正确连接的传感器。
根据本发明的另一方面，提供一种系统，它包括：
在集成到微处理器中的多路复用模数转换器上获得信号的装置；以及
将所述信号的数字值与参考数字值进行比较的装置。
根据本发明的又一方面，提供一种包含用于操作的指令的计算机可读媒体，这些操作包括：
在集成到微处理器中的多路复用模数转换器上获得信号；以及
将所述信号的数字值与参考数字值进行比较。
附图说明
参考附图，通过下面对某些示范实施例的详细说明，可以容易理解本发明及其各种各样潜在的实施例，其中：
图1是本发明的系统1000的示范实施例的电路图；以及
图2是方法2000的示范实施例的流程图。
具体实施方式
本发明的至少一个示范实施例包括一种装置，该装置包括微处理器、结合到所述微处理器中的多路复用模数转换器以及连接到所述多路复用模数转换器的参考电压源。
本发明的至少一个示范实施例包括一种方法，该方法包括：在结合到微处理器中的多路复用模数转换器中获得信号；以及将该信号的数字值与参考数字值进行比较。
图1是本发明的系统1000的示范实施例的电路图。系统1000可包括微处理器1060，该微处理器具有集成的多路复用模数转换器部分1061，而参考电压源1010连接到该部分以提供参考输入1062。系统1000可集成到可编程逻辑控制器中。
在一个示范实施例中，微处理器1060可以是通用微处理器，如位于加利福尼亚州圣克拉拉的英特尔公司制造的Pentium系列微处理器。存储器1080可接到微处理器1060上，并且可存储根据方法2000(在下文描述)的一个或多个操作、适合由微处理器1060执行的指令1085。存储器1080可以是能够存储模拟或数字信息的任何装置，诸如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器、存储条、小型光盘、磁带、软盘等等，也可以是这些的任意组合。指令1085也可用软件来实现，可以采用本领域中众所周知的多种形式中的任一形式。
在另一个示范实施例中，微处理器1060可作为专用集成电路(ASIC)来提供，并且也可包括集成的存储器部分。这样，微处理器1060可设计为在其硬件和/或固件中实现根据本发明实施例的方法的至少一部分。
多个传感器1020、1030...1040可连接到多路复用模数转换器部分1061。从第一传感器1020可传播电流I1定义的第一传感器信号，从第二传感器1030可传播电流I2定义的第二传感器信号，...以及从第N个传感器1040可传播电流IN定义的第N个传感器信号。每个电流I1、I2...IN可流经高精度输入电阻1050，产生表征多路复用模数转换器部分1061上的输入信号1064、1066...1068的电压V1、V2...VN。应当指出，1020、1030...1040上的任一输入信号可通过直接连线发送，或者在提供适当的转换和通信装置时，可经任一形式的网络发送，包括公共交换电话网(PSTN)、无线网络、蜂窝网络、局域网、因特网等。
多路复用模数转换器部分1061可接收并多路复用任何数量的模拟输入信号1064、1066...1068，并且可将每个信号从模拟变换成数字信号，如通过将模拟电压值变换成数字电压值。微处理器1060可将存储在存储器1080(可集成到微处理器1060中)中的参考值、如参考电压值与每个数字值进行比较，确定每个传感器1020、1030...1040的状态。
随后微处理器1060可输出状态信号1069到第二微处理器1070，如可编程逻辑控制器的主处理器。在启动时，第二微处理器1070可向微处理器1060提供参考值，微处理器1060可将参考值存储在存储器1080中。
图2是本发明的方法2000的示范实施例的流程图。在操作2010中，为给定的传感器类型确定数字参考值。
例如，表1提供了说明性的传感器在不同条件下(如短路的电路或传感器、有效逻辑1、逻辑状态之间的过渡、有效逻辑0和开路电路)将产生的电流范围。表1也列出了在传感器连接到例如237欧姆精密电阻时输入到模数转换器的结果输入电压。表1还列出了结果输入电压与参考电压的比值，在此示例中，参考电压为2.5伏。表1为说明此示例还列出了表示成8位(模256)数字值的参考值。
表1
传感器状态     电流(毫安)     输入电压(伏)     与参考电压的比值(％) 参考值
短路     ＞7.0     ＞1.659     ＞66.4     ＞169
逻辑1     2.1-7.0     0.498-1.659     19.9-66.4     51-169
逻辑状态之间的过渡 1.2-2.1 0.284-0.498 11.4-19.9 29-51
逻辑0     0.35-1.2     0.083-0.284     0.033-11.4     8-29
开路(例如断线)     ＜0.35     ＜0.083     ＜0.033     ＜8
在替代实施例中，几乎可使用任何其它电阻值，但所选值一般与参考电压和输入电流相关。如果选择较低的参考电压，则可使用较小的电阻值以实现同一范围的参考值。例如，对于2.5伏的参考电压和10毫安的最大输入电流，可使用250欧姆的值来获得最大输入电流的最大输入计数。可选择更小的电阻值以允许电阻、驱动传感器的电压电源存在的容差和/或传感器的变化。
例如，其它一般参考电压包括2.0伏、1.5伏和1.25伏。随着技术发展推动模拟和数字电路使用越来越低的工作电压，预计将来可实现其它更低的电压值。作为可行替代实施例的另一示例，其它可行的分辨率包括4位、6位、8位、10位、12位、14位、16位以及更高。
在操作2020中，存储器中添加了数字参考值，以便在需要时可查找数字参考值。在操作2030中，微处理器的多路复用模数转换器部分接收具有参考电压电平的参考信号。在操作2040中，微处理器的多路复用模数转换器部分还接收具有传感器电压的传感器信号。传感器电压是传感器的输出和精密电阻的电阻值的结果。
在操作2050中，通过将传感器电压电平除以参考电压电平而得出一个被除结果，从而将传感器电压电平归一化到参考电压电平。在操作2060中，通过将被除结果乘以模数转换器中的计数，将被除结果数字化。例如，如果模数转换器可输出10位值，则它可输出介于0与1023(＝210-1)之间的值。因此，在这种情况下，被除结果将乘以1023，所得的乘积可能四舍五入为最接近的整数，并且所得乘积的整数部分将表示归一化传感器电压的数字值。应当指出，操作2050和2060可以相反的顺序进行，使得传感器电压电平在归一化之前被数字化。实际上，操作2010-2090中的任一操作可以任何适当的顺序进行。
在操作2070中，微处理器可将数字归一化值与数字参考值进行比较，如表1中的那些值。在操作2080中，微处理器可确定传感器的状态。在操作2090中，微处理器可发送传感器状态，比如发送到可作为可编程逻辑控制器的一部分的第二微处理器。
参照表1的例子，如果传感器输出1.0毫安，则0.237伏(237欧姆×0.001安)输入到微处理器的多路复用模数转换器部分。该输入电压表示参考电压电平的9.48％[(0.237÷2.5)×100％)。因为模数转换器的最大数字值为255，所以模数转换器将输出计数24(0.0948*255，模256)。当微处理器将转换器的数字输出与存储器中存储的数字参考值(即表1中所示的那些值)进行比较时，微处理器判定传感器提供了逻辑0，并且提供与此判定相一致的输出信号。可编程逻辑控制器可根据传感器提供逻辑0的事实作出反应而编程。
虽然参照本文中的特定实施例描述了本发明，但是应当理解，各种变化、修改和其它实施例是可行的，因此，所有此类变化、修改和实施例均被视为在本发明的精神和范围内。同样，本文特别指出和讨论的参考资料好象在本文中完全陈述一样，通过引用结合于本文中。因此，附图和说明应视为说明性的而不是限定性的。

Claims (26)

1.一种装置，它包括：
集成到可编程逻辑控制器中的微处理器；
集成到所述微处理器中的多路复用模数转换器；以及
连接到所述多路复用模数转换器的参考电压源。
2.一种装置，它包括：
微处理器；
集成到所述微处理器中的多路复用模数转换器；以及
连接到所述多路复用模数转换器的参考电压源。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述微处理器连接到可编程逻辑控制器的处理器。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于还包括连接到所述多路复用模数转换器的输入信号源。
5.如权利要求2所述的装置，其特征在于还包括通过因特网连接到所述多路复用模数转换器的输入信号源。
6.如权利要求2所述的装置，其特征在于还包括连接到所述多路复用模数转换器的多个输入信号源。
7.如权利要求2所述的装置，其特征在于还包括连接到所述多路复用模数转换器的输入信号源的精密电阻。
8.如权利要求2所述的装置，其特征在于还包括连接到所述多路复用模数转换器的多个输入信号源的精密电阻。
9.如权利要求2所述的装置，其特征在于还包括含有多个参考数字值的存储器，所述存储器集成到所述微处理器中。
10.如权利要求2所述的装置，其特征在于还包括含有多个参考数字值的存储器，所述存储器连接到所述微处理器。
11.一种方法，它包括：
在集成到微处理器中的多路复用模数转换器上接收信号；以及
将所述信号的数字值与参考数字值进行比较。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述微处理器集成到可编程逻辑控制器中。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述信号通过因特网来接收。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括确定所述参考数字值。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括确定多个参考数字值。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括：
将所述信号的数字值除以所述参考数字值而得到被除结果；以及
将所述被除结果乘以所述多路复用模数转换器的最大计数而获得乘积。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括将所述信号的电压电平转换成数字值。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括根据所述信号的数字值来确定输入状态。
19.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于开路电路。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于短路电路。
21.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于短路传感器。
22.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于正确连接的传感器。
23.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于具有有效高逻辑电平的正确连接的传感器。
24.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括根据所述信号的数字值来确定所述信号是否源于具有有效低逻辑电平的正确连接的传感器。
25.一种系统，它包括：
在集成到微处理器中的多路复用模数转换器上获得信号的装置；以及
将所述信号的数字值与参考数字值进行比较的装置。
26.一种包含用于操作的指令的计算机可读媒体，所述操作包括：
在集成到微处理器中的多路复用模数转换器上获得信号；以及
将所述信号的数字值与参考数字值进行比较。
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