TW504635B - Analog signal processing device and method of micro-controller - Google Patents

Description

504635 五、發明說明（l) -- 發明領域 本案有關於類比訊號處理裝置及方法，尤其是有 將微控制器之參考電壓設計成可動態調整，以避免微控制 器之兩輸入類比訊號因雜訊干擾或電位漂 ^ 的裝置及方法。 展王ji 發明背景 隨著科技 及。在電腦的 電腦週邊裝置 使用者與電腦 週邊裝置之中 等，皆是應用 品都具有一項 類比訊號轉換 處理後以完成 以電腦滑 腦滑鼠控制裝 組光電轉換裝 1 5、1 6 〇其工 由光棚 1 2的斗寺 的光訊號，該 轉換裝置1 3與 轉換後，可得 類比弦波訊號 發展日新月異，電觸的使用率也越來越普 ”介面上’為了達到便利的需纟，許 開*…增㈣腦的效能與提供 !念化的親和性介面”見今使用的電腦 ; = 鼠、掃描機、傳真機、讀碼機 夕先電科技所發展出來的產品，這些產 為ί ϊ ί ΐ，’就是透過光電元件將輸入的 其ΐ ί乍 再利用微控制器將此數位訊號 鼠為例，請參間笛 m 置，包含有第一圖’其係為一習用之電 署η —發光二極體u、一光柵12、兩 ii祖i \兩組類比/數位訊號轉換裝置 Ιϊΐί罢虽發光二極體11發出光線後，經 ίίϊίί:於滑鼠移動時可產生明滅相間 卞4 ί ί傳包含有一光電晶體的兩組光電 、、生兩組光電轉換裝置1 3與1 4進行光電 Τοΐ:二比弦波訊號101與102。該兩相似 U 逐經由兩組類比/數位訊號轉換裝

504635 五、發明說明（2) 置1 5與1 6轉換成兩數位訊號1 0 3與1 0 4後輸出，以供微控制 器處理。請參見第二圖 （A )及第二圖 （B )，其係為習用電 腦滑鼠類比輸入訊號示意圖，其中兩類比輸入訊號2 0 1與 2 0 2具有一九十度之相位差，當輸入訊號2 0 1領先2 0 2時， 定義該滑鼠移動方向為正（如第二圖 （A )所示），反之為 負（如第二圖 （B )所示）。 第一圖所示之類比/數位訊號轉換裝置1 5與1 6包含了 一參考電壓與一比較器。其中比較器會依據所輸入的類比 訊號1 0 1與1 0 2逐次的與參考電壓進行比較程序。請見第三 圖，其係為習用電腦滑鼠的類比訊號轉換數位訊號之示意 圖，若類比訊號3 1高於該參考電壓3 2，則視為數位訊號之 1態，反之即視為0態。如此比較後便可得一數位訊號3 3， 以供微控制器處理。 但是，在上述電腦週邊裝置的設計與生產過程中，卻 存在著一些令人困擾的問題。再以電腦滑鼠為例，在電腦 滑鼠之製程中，因為受到元件本身如光電晶體、發光二極 體、光柵等的參數誤差，或是諸如元件歪斜等的製程誤差 所影響，導致產生所謂輸入類比訊號電位漂移的現象。請 參照第四圖 （A )與第四圖 （B )，由於在設計與生產時受 到上述諸多因素影響，導致輸入的類比弦波訊號4 1產生電 位過高（如第四圖 （A)所示）或是輸入的類比弦波訊號4 2 產生電位過低（如第四圖 （B )所示）的現象，但參考電壓 的電位（如虛線所示）則是固定的，因而分別產生了不正 常的數位輸出訊號43與44。此等誤差並非導因於機件故障

504635 五、發明說明（3) 或設計錯誤的不良因素，但是卻會嚴重的影響到生產的良 率：，廒商如欲改善，則必須選用更精密的元件與購買更精 、 密的機器。但是如此一來，不僅大幅地增加了生產的成 本，其改善的效果卻極其有限。 職是之故，吾人鑑於習知製程上的誤差，乃經悉心試 驗與研究並一本鍥而不捨的精神，終創作出本案之微控制 器之類比訊號處理的裝置與方法，使得應用於一電腦周邊 裝置如電腦滑鼠之微控制器參考電壓設計成可動態調整， 以避免微控制器之兩類比輸入訊號因雜訊干擾或電位漂移 所產生的誤差。 發明概述 & 本案的主要目的在於提供一個類比訊號處理的裝置， 用以避免微控制器之類比輸入訊號因雜訊干擾或電位漂移 產生誤差。 本案之另一目的在於提供一個類比訊號處理的裝置， 用以動態調整微控制器的參考電壓，以將類比訊號轉換成 數位訊號。 、 本案之又一目的在於提供一個類比訊號處理的方法， 以產生一可動態調整的參考電壓用以將輸入之類比訊號轉 換成數位訊號。 根據本案之一第一較佳實施例之一第一方面的構想， 一種用以產生一微控制器之一參考電壓之類比訊號處理裝 ❶ 置，包含一第一輸入裝置，用以輸入一第一類比訊號，一 第二輸入裝置，用以輸入一第二類比訊號，一中斷產生裝

第7頁 504635 五、發明說明（4) 置，用以於該第一類比訊號與該第二類比訊號產生交越 時，產生一中斷訊號，一電壓準位判斷裝置，用以產生一 電壓準位判斷訊號，一第一交越電壓栓鎖裝置，用以輸入 該第一類比訊號與該電壓準位判斷訊號而輸出一第一交越 電壓栓鎖訊號，一第二交越電壓栓鎖裝置，用以輸入該第 二類比訊號與該電壓準位判斷訊號而輸出一第二交越電壓 栓鎖訊號，一第一儲存裝置，用以儲存該第一交越電壓栓 鎖訊號且回授該第一交越電壓栓鎖訊號至該第一輸入裝 置，以及一第二儲存裝置，用以儲存該第二交越電壓栓鎖 訊號且回授該第二交越電壓栓鎖訊號至該第二輸入裝置。 根據上述構想，該微控制器係完成於一電腦周邊裝置 如電腦滑鼠内。其中該第一類比訊號與該第二類比訊號分 別為一弦波訊號，且兩者間具有九十度的相位差。而該中 斷產生裝置包含一差異訊號產生裝置，用以產生該第一類 比訊號與該第二類比訊號的差異訊號，一邊緣觸發電路， 用以在該差異訊號之狀態改變時（亦即兩類比訊號的交越 處），產生一邊緣觸發訊號，以及一中斷控制器，因應該 邊緣觸發訊號於兩類比訊號交越時使該微控制器產生一中 斷。 上述之第一交越電壓栓鎖裝置、第二交越電壓栓鎖裝 置與差異訊號產生裝置分別為一比較器所完成，而該第一 儲存裝置與該第二儲存裝置分別為一 I /0暫存器所完成。 該電壓準位判斷裝置係包含一可程式化數位轉類比控制器 與一控制暫存器，用以輸出一定電壓值以當作電壓準位判

504635 五、發明說明（5) 斷訊號。該可程式化數位轉類比控制器經由該控制暫存器 調變而使其可輸出複數個定電壓值。 根據本案之一第一較佳實施例之一第二方面的構想， 一種用以產生一微控制器之一參考電壓的方法，該方法係 包含下列步驟：（a)提供一第一類比訊號與一第二類比訊 號，該第一類比訊號與該第二類比訊號之間係具有一相位 差者，（b )於該第一類比訊號與該第二類比訊號交越時， 產生一中斷訊號予該微控制器，（c)求取該第一類比訊號 與該第二類比訊號的一正交越電壓與一負交越電壓，（d) 若該正交越電壓與負交越電壓之間的差異小於一特定的電 壓值，則回至步驟 （c)，若該正交越電壓與負交越電壓之 間的差異大於或等於一特定的電壓值，計算該正交越電壓 與負交越電壓之一平均值當作一暫時參考電壓值，以及 (e )重覆步驟 （c )與 （d )直到該第一類比訊號與該第二 類比訊號免除電位漂移與雜訊干擾，並計算該暫時參考電 壓值之平均值當作該微控制器之一參考電壓。 上述之第一類比訊號與第二類比訊號分別為一弦波訊 號，且該相位差係為九十度者。較佳者，該正交越電壓與 該負交越電壓係利用一二元搜尋法 （b i n a r y s e a r c h )求 出。 根據本案之一第二較佳實施例之一第一方面的構想， 一種用以產生一微控制器之一參考電壓之類比訊號處理裝 置，包含一第一輸入裝置，用以輸入一第一類比訊號，一 第二輸入裝置，用以輸入一第二類比訊號，一電壓準位判

504635 五、發明說明（6) 斷裝置，用以產生一電壓準位判斷訊號，一第一交越電壓 栓鎖裝置，用以輸入該第一類比訊號與該電壓準位判斷訊 ， 號而輸出一第一交越電壓訊號，一第二交越電壓栓鎖裝 置，用以輸入該第二類比訊號與該電壓準位判斷訊號而輸 出一第二交越電壓訊號，一第一儲存裝置，用以儲存該第 一交越電壓訊號，以及一第二儲存裝置，用以儲存該第二 交越電壓訊號。 根據J：述構想，該微控制器係完成於一電腦周邊裝置 如電腦滑鼠内。其中該第一類比訊號與該第二類比訊號分 別為一弦波訊號，且兩者間具有九十度的相位差。 上述之第一交越電壓栓鎖裝置、第二交越電壓栓鎖裝 置分別為一比較器所完成，而該第一儲存裝置與該第二儲 存裝置分別為一 I /0暫存器所完成。而該電壓準位判斷裝 置係包含一可程式化數位轉類比控制器與一控制暫存器， 用以輸出一定電壓值以當作電壓準位判斷訊號。該可程式 _ 化數位轉類比控制器經由該控制暫存器調變而使其可輸出 複數個定電壓值。 ~ 根據本案之一第二較佳實施例之一第二方面的構想， 一種用以產生一微控制器之一參考電壓的方法，該方法係 包含下列步驟：（a)提供一第一類比訊號與一第二類比訊 號，該第一類比訊號與該第二類比訊號之間係具有一相位 丨· 差者，（b )設定一取樣間隔，（c )對該第一類比訊號與該 第二類比訊號進行取樣以求取一第一取樣點之該第一類比 訊號電壓值與該第二類比訊號電壓值與下一個第二取樣點

第10頁 504635 五、發明說明（7) 之該第一類比訊號電壓值與該第二類比訊號電壓值，（d ) 比較該第一取樣點之該第一類比訊號電壓值與該第二類比 訊號的電壓值，以及該第二取樣點之該第一類比訊號電壓 值與該第二類比訊號電壓值，（e )若該第一取樣點之該第 一類比訊號電壓值與該第二類比訊號電壓值比較結果與該 第二取樣點之該第一類比訊號電壓值與該第二類比訊號電 壓值比較結果為互異者，計算該第一或第二取樣點之該第 一類比訊號電壓值與該第二類比訊號電壓值之平均值當做 該第一類比訊號與該第二類比訊號的一第一交越電壓值， (f)重覆步驟 （c)至 （e)以求出不同於該第一交越電壓 值之一第二交越電壓值，並計算該第一交越電壓值與該第 二交越電壓值的平均值為一暫時參考電壓值，以及（g)重 覆步驟 （f )直到該第一類比訊號與一第二類比訊號免除 電位漂移與雜訊干擾，並計算該暫時參考電壓值之平均值 當作該微控制器之一參考電壓。 根據上述構想，該第一類比訊號與該第二類比訊號分 別為一弦波訊號，且該相位差係為九十度者。 本案之前的敘述與本案之優點與特徵，得藉由下面之 實施例配合下列圖示詳細說明，俾得一更深入之暸解。 簡單圖示說明 第一圖：為習用的電腦滑鼠控制裝置示意圖； 第二圖 （A)與第二圖 （B ):為習用電腦滑鼠之輸入類比 訊號不意圖； 第三圖：為習用電腦滑鼠之類比訊號轉換數位訊號示意

504635 五、發明說明（8) 圖； 第四圖 （A )與第四圖 （B ):為習用電腦滑鼠於製程產生 誤差時的類比-數位訊號示意圖； 第五圖：為本案之發明原理示意圖； 第六圖 （A ):為本案微控制器之類比訊號處理裝置之一第 一較佳實施例電路方塊圖； 第六圖 （B ):為第六圖 （A )中之節點的時脈圖； 第七圖：為本案微控制器之類比訊號處理方法之一第一 較佳實施例之方法流程圖； 第八圖：為本案微控制器之類比訊號處理裝置之一第二較 佳實施例中，對兩類比訊號進行取樣的示意圖；以及 第九圖：為本案微控制器之類比訊號處理裝置之一第二較 佳實施例電路方塊圖。 本案圖示中所包含之各元件列示如下： 發光二級體11 光柵12 光電轉換裝置1 3、1 4 類比/數位訊號轉換裝置1 5、1 6 第一類比弦波訊號 6 0 1、X1 第二類比弦波訊號 6 0 2、X 2 第一輸入裝置 603 第二輸入裝置 604 中斷產生裝置 61 差異訊號產生裝置 6 0 7 邊緣觸發電路6 0 9 中斷控制器 611 第一交越電壓栓鎖裝置 612 第二交越電壓栓鎖裝置 618

第12頁 504635 五、發明說明（9) 第一儲存裝置614 第二儲存裝置616 控制暫存器 615 可程式化數位轉類比控制器 611 較佳實施例說明 本發明是基於利用兩具有相位差的類比弦波訊號，因 其具有相位差之故，所以在一波長區間内，兩類比弦U波訊 號分別會有兩交越點產生。如第五圖所示，兩類比弦波訊 號5 1與5 2間的相位差為9 0度，且於區間内分別有一電壓交 越隶南點5 3與電壓父越最低點5 4。而本案的發明原理，即 在於在兩具有相位差之相似類比弦波訊號間，其最高與最 低之交越點電壓取其平均值55後，以該平均值55為參^電 壓，如此便可以隨著輸入電壓而自動調整參考電壓，避免 習知製程上因輸入類比訊號雜訊干擾或電壓漂移所導致的 誤差。 Φ 請參見第六圖（A)與第六圖（B)，其分別為本案微 控制器之類比说號處理裝置之第一較佳實施例電路方塊圖 與第六圖（A )之郎點的時脈圖。微控制器所輸入之第 類比弦波訊號6 〇 1與第二類比弦波訊號6 〇 2之間如第六圖 (B)所示具有一九十度之相位差’而第一類比弦波^ 6〇1係輸入至第一輸入裝置6 0 3且第二類比弦波訊號6〇2係 輸入至第二輸入裝置6 0 4。為了使微控制器能夠知悉第一 類比弦波訊號6 〇 1與第二類比弦波訊號6 〇 2何時會產生交 越，該類比訊號處理裝置便提供了一個中斷產生裝置^ 以於該第一類比訊號與該第二類比訊號產生交越時，產生

504635 五 、發明說明（10) 、^ ^ 置 訊號。該中斷產生裝置61包含了一差異訊號產生裝 Γ—本實施例中為一比較器），以第—類比弦波訊號 π ^的弟#二比弦波訊號6 0 2為輸入，而產生了兩類比弦波 Λ虎的差異數位訊號6 0 8，其波形如第六圖f ρη新+ , 斷產生裳置6丨亦包含了一邊緣觸發電路6〇9, ^所數^中 =為輪入，產生了一邊緣觸發訊號61。如^ 比弦波πϊ^、ηΐώ(β)可明顯的看出，數位訊號6 08為第—類 波汛旒β 〇 1與第二類比弦波訊號6 0 2的差I切咕 二林 ”波訊號6 0 2產生交越之處，故邊緣觸發喊訊6='類 =類比弦波訊號601與第二類比弦波訊號6 7 =在 ΐ 中斷產生裝置61更包含了一中斷控制U田所 μ *亥邊緣觸發訊號6丨〇，而使得微控态 u t，微控制器在第-類比弦波訊號產生中斷。因 號6 0 2產生交越時，便會得到通知。”第二類比弦波訊 供-電壓準位判斷訊號6191以Μ二。器611便可提 ，1與第二類比弦波訊號6 0 2之輪°入卩電"壓—類比弦波訊 化=轉類比控制器611係電^位。該可程式 而輸出一定電壓值619當作電壓=二制暫存器615所調變’ 之定電壓值解析度可由該控制暫丰位判二訊號，且其輸出 例如，若控制暫 11 615的位元數而定。 器615控制可•式化數位轉類比'的制長= 經制裔6 1 1可輸出3 2階不同

504635 五、發明說明（11) 的定電壓值。 當該電壓準位判斷訊號6 i 9於 裝置612(在本實施例中為一比車一交越電壓栓鎖 装置618 (在本實施例中為一^二^與第f交越電遂拾鎖 電塾計算的程序。交越電壓值的江ϋ ’便開始進行交越 松（binary)以尋找出第= = 係採'二元搜 比弦波訊號6 0 2之交越電壓。舉例决i、= 6 〇 1與第二類 _ 5位元的長度，則可程式;匕；控制暫存器 輸請皆不同的定電壓值，…u可 ’程式至多只需執行5次搜尋便可找越電壓 該f壓準位判斷訊號6 1 9輸入至第―六_ ^ ^堅值。當 Λ 乐 父越電壓拴鎖桊罟fi19 二輸入端6 2 0並與輸入至第一交越電壓栓鎖裝 -输入端P2之第一類比弦波訊號601做比較，便合m 第一交越電壓栓鎖訊號613。該第一交越電壓栓 你為第一類比弦波訊號601與電壓準位判斷訊號° = 異訊號’其為一二元值（。或是^。而對於第： 拾鏔裝置6 1 8與該電壓準位判斷訊號6 1 9的運作，與寸述 2 :交越電壓栓鎖裝置612與該電壓準位判斷訊'號$ 酌運作相同，所不同者是第二交越電壓栓鎖裝置 電墨準位判斷訊號6 1 9乃是產生第二交越電壓拴鎖 m 用以尋找同一波長區間内的另一個交越點之 β & 塵，敌在此不再贅述。 貝又越點電 第一交越電壓拴鎖訊號6 1 3被儲存於第一儲存f置6 j 4 中（在本實施例中，第一儲存裝置61 4與第二儲存裝t置616

第15頁 五、發明說明（12) 奢為一 I/O暫存器），當作第一輪 匕，電壓栓鎖訊號624被儲存於第置二6:3:J二而 604的輸入值。！由程式中：元搜尋法 fr Γ ^ ^ ’、員比弦波訊號6 0 1與第二類比弦波訊號6 0 2的 本^ ^值與負交越電壓值便會被找出。第七圖顯示了

::5 第一車父佳實施例之微控制器之類比訊號處理方法 挑!Γ程圖二在步驟72中，正交越電壓值與負交越電壓值被 f判斷式7 3中，程式會判斷所計算出的正交越電壓 ，與負交j電壓值的差距是否小於一特定的電壓值。若 2 ’則先前所計算的正交越電壓值與負交越電壓值便會被 捨棄而重新尋找新的正交越電壓值與負交越電壓值。若 否’則步驟74會計算正交越電壓值與負交越電壓值的平均 值’並以此平均值做為微控制器之暫時參考電壓值。為了 避免因雜訊干擾或電位訊號漂移而產生誤差，步驟7 2至7 4 =須要重覆數次，直至兩類比弦波訊號沒有雜訊干擾或電 壓訊號漂移的現象產生後，將所求得的暫時參考電壓值求 其平均值，當作微控制器的參考電壓值。 第八圖與第九圖顯示了根據本案一第二較佳實施例的 類比訊號處理之裝置與方法示意圖。這個實施例的基本運 作原理與I置類似於上述實施例，但是其處理的程序較上 述實施例更為容易，且其電路結構也比上述實施例更為簡 化。請先參見第八圖，為了尋找兩相似類比弦波訊號χι^ Χ2的正交越電壓值與負交越電壓值，可針對兩相似類比^ 波Λ说X1與X 2進行取樣以判斷交會點的所在位置。吾人可

第16頁 504635 五、發明說明（13) 先設定一取樣區隔 （sampling interval)t。若是對第一 類比弦波訊號X1與第一類比弦波訊號X2每隔一取樣區間就 進行取樣，並假設某一個交會點之前的取樣為第N次取 樣，交會點之後的取樣為第N +1次取樣。在第N次取樣時， 所取樣的第一類比弦波訊號的值為A1而第二類比弦波訊號 的電壓值為β 1，而在第N + 1次取樣時，所取樣的第一類比 弦波訊號的值為Α2而第二類比弦波訊號的電壓值為Β2。若 取樣間隔的設定很小，則可將（Α1+Α2)/2視為一交越電壓 值。因此，由第八圖可以發現的是（Α1+Α2)/2的值介於Β1 與Β 2之間’也就是說，交越點會出現於Β1與Β 2之間。 所以’若每隔一段相對於兩類比弦波波形很小的時間 間隔去取樣一次波形，兩個類比弦波被連續取樣兩次所得 的電壓值分別為Xl(tl)，X2(tl)，Xl(t2)與X2(t2)，則若

Xl(tl) > X2(tl)且 Xl(t2) < X2(t2)時，或者 Χ1(ΐ1) < X2(tl)且 Xl(t2) > X2(t2)時 則兩類比弦波訊號χΐ與X2在tl與t2間必定會產生交越。依 據這個結論’兩類比弦波訊號X 1與χ 2的交越點電壓值即可 以被計算出。在對兩類比弦波訊號進行取樣時，當發現此 次取樣點之兩_比弦波訊號電壓值比較結果與下個取樣點 之兩類比弦波訊號電壓值比較結果為互異時，則交越電壓 值為此次取樣點之兩類比弦波訊號電壓值之平均值或下個 取樣點之兩類比弦波訊號電壓值之平均值。依此類推，則

第17頁 504635 五、發明說明（14) 可分別求出兩 壓值，而求其 參考電壓值以 暫時參考電壓 第九圖顯 之電路方塊圖 九圖為第六圖 人利用一電壓 程式化數位轉 與第二類比弦 第一類比弦波 次。若 求取第 電壓值 考電壓 位漂移 控制器 摘 的裝置 斷，並 控制器 兩類比 號電壓 比較結 發現上 一類比 。同理 值。多 而產生 之參考 要言之 與方法 且求出 之參考 訊號進 值比較 果為互 类員比弦波XI與X2之正交越電壓值與負交越電 平均值為一暫時參考電壓值。多求幾次暫時 避免雜訊干擾或電位漂移而產生誤差，並將 值求其平均值即得微控制器之參考電壓值。 不了用以完成上述類比訊號處理方法的裝置 。將第九圖與第六圖 （A )相較，可發現第 、（A )中將中斷產生裝置6 1移除後所得。吾 ，位判斷裝置包含一控制暫存器6 1 5與一可 ，比控制器6 11來調節第一類比弦波訊號6 〇 j ，訊號6 0 2的電壓值，每隔一段時間就取樣 讯唬6 0 1與第二類比弦波訊號6 〇 2的電壓值一 述 （a ) (b )任一條件成立的情況發生，便 弦波訊號601與第二類比弦波訊號602的交越 利用兩不同的交越電壓值即可求出暫時參 ，幾次暫時參考電壓值以避免雜訊干擾或^ 誤差，並將暫時參考電壓值求其平均即得微 電壓值。 ’本案包含了兩組微控制器之類比訊號處理 。弟一組為利用在兩類比訊號交越時產生中 正交越電壓與負交越電壓並以其平均值為微 電壓。第二組利用設定一極小的取樣間隔對 行取樣，當發現此次取樣點之兩類比弦波訊 結果與下個取樣點之兩類比弦波訊號電壓值 異時’則交越電壓值為此次取樣點之兩類比

504635 五、發明說明（15) 弦波訊號電壓值之平均值或下個取樣點之兩類比弦波訊號 電壓值之平均值。而利用此種方法可以求出另一不同的交 越電壓值，將其平均後以其平均值為微控制器之參考電 壓。 綜上所述，本案之類比訊號處理以一種簡單且容易的 電路結構來達成微控制器之參考電壓動態調整之設計，使 得微控制器之參考電壓可隨著兩類比訊號電壓值的改變而 做調整，解決了習知製程上因雜訊干擾或電壓漂移所產生 的誤差，大大提高了電腦周邊裝置如電腦滑鼠的良率。 是以，本案得由熟習此技藝之人士任施匠思而為諸般 修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

第19頁 504635 圖式簡單說明 第一圖：為習用的電腦滑鼠控制裝置示意圖； 第二圖 （A )與第二圖 （B ) ··為習用電腦滑鼠之輸入類比 訊號示意圖； 第三圖：為習用電腦滑鼠之類比訊號轉換數位訊號示意 圖； 第四圖 （A )與第四圖 （B ):為習用電腦滑鼠於製程產生 誤差時的類比-數位訊號示意圖； 第五圖：為本案之發明原理示意圖； 第六圖 （A ):為本案微控制器之類比訊號處理裝置之一第 一較佳實施例電路方塊圖； 第六圖 （B):為第六圖 （A)中之節點的時脈圖； 第七圖：為本案微控制器之類比訊號處理方法之一第一 較佳實施例之方法流程圖； 第八圖：為本案微控制器之類比訊號處理裝置之一第二較 佳實施例中，對兩類比訊號進行取樣的示意圖；以及 第九圖：為本案微控制器之類比訊號處理裝置之一第二較 佳實施例電路方塊圖。

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Claims (1)

1. 504635 六、申請專利範圍 1. 一種類比訊號處理裝置，用以產生一微控制器之一參 考電壓，其包含： 一第一輸入裝置，用以輸入一第一類比訊號； 一第二輸入裝置，用以輸入一第二類比訊號； 一中斷產生裝置，用以於該第一類比訊號與該第二類 比訊號產生交越時，產生一中斷訊號； 一電壓準位判斷裝置，用以產生一電壓準位判斷訊 號； 一第一交越電壓栓鎖裝置，用以輸入該第一類比訊號 與該電壓準位判斷訊號而輸出一第一交越電壓栓鎖訊號； 一第二交越電壓栓鎖裝置，用以輸入該第二類比訊號 _ 與該電壓準位判斷訊號而輸出一第二交越電壓栓鎖訊號； 一第一儲存裝置，用以儲存該第一交越電壓栓鎖訊號 且回授該第一交越電壓栓鎖訊號至該第一輸入裝置；以及 一第二儲存裝置，用以儲存該第二交越電壓栓鎖訊號 且回授該第二交越電壓栓鎖訊號至該第二輸入裝置。 ~ 2 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一類比訊號與 -該第二類比訊號分別為一弦波訊號，且該第一類比訊號與 該第二類比訊號之間係具一相位差。 3. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該相位差係為九十 度者。 4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該中斷產生裝置係 包含： 一差異訊號產生裝置，用以產生該第一類比訊號與該

   第21頁 504635 六、申請專利範圍 第二類比訊號間的差異訊號； 一邊緣觸發電路，用以在該差異訊號之狀態改變時， 產生一邊緣觸發訊號；以及 一中斷控制裝置，因應該邊緣觸發訊號，於該第一類 比訊號與該第二類比訊號交越時，使該微控制器產生一中 斷。 5. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一交越電壓栓 鎖裝置、第二交越電壓栓鎖裝置與該差異訊號產生裝置分 別為一比較器所完成。 6. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該電壓準位判斷裝 置係包含一可程式化數位轉類比控制器與一控制暫存器，φ 用以輸出一定電壓值以當作該電壓準位判斷訊號。 7. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中該可程式化數位轉 類比控制器經由該控制暫存器調變而使其可輸出複數個定 電壓值。 - 8. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一儲存裝置與 該第二儲存裝置分別為一 I /0暫存器所完成。 > 9. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該微控制器係完成 於一電腦周邊裝置内。 1 0.如申請專利範圍第9項之裝置，其中該電腦周邊裝置 係包含一電腦滑鼠。 U 11. 一種類比訊號處理裝置，用以產生一微控制器之一參 考電壓，其包含： 一第一輸入裝置，用以輸入一第一類比訊號；

   第22頁 504635 六、申請專利範圍 第二輸入裝置， 電壓準位判斷裝 用以輸入一 置，用以產 第二類比訊號； 生一電壓準位判斷訊 5虎； 與該 與該 及 12. 與該 與該 13. 十度 14. 栓鎖 成。 15. 裝置 器， 16. 轉類 定電 一第 交 越電壓栓 判斷訊號 越電壓栓 判斷訊號 一第一儲存裝置， 電壓準位 一第二交 電壓準位 鎖裝置，用以輸入該第一類比訊號 而輸出一第一交越電壓訊號； 鎖裝置，用以輸入該第二類比訊號 而輸出一第二交越電壓訊號； 用以儲存該第一交越電壓訊號；以 第二儲存裝置， 利範圍第 訊號分別 訊號之間 利範圍第 如申請專 第二類比 第二類比 如申請專 者。 如申請專 裝置與該 用以儲存該 11項之裝置 為一弦波訊 係具一相位 第二交越電壓訊號。 ，其中該第一類比訊號 號，且該第一類比訊號 差。 1 2項之裝置，其中該相位差係為九 利範圍第 第二交越 11項之裝置 電壓栓鎖裝 如申請專利範圍第11項之裝置 係包含一可程式化數位轉類比 用以輸出一定電壓值以當作該 如申請專利範圍第1 5項之裝置 比控制器經由該控制暫存器調 壓值。 ，其中該第一交越電壓 置分別為一比較器所完 ，其中該電壓準位判斷 控制器與一控制暫存 電壓準位判斷訊號。 ，其中該可程式化數位 變而使其可輸出複數個

   第23頁 504635 六、申請專利範圍 1 7.如申請專利範圍第11項之裝置，其中該第一儲存裝置 與該第二儲存裝置分別為一 I /0暫存器所完成。 1 8.如申請專利範圍第11項之裝置，其中該微控制器係完 成於一電腦周邊裝置内。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項之裝置，其中該電腦周邊裝置 係包含一電腦滑鼠。 2 0. —種用以產生一微控制器之一參考電壓的方法，該方 法係包含下列步驟： a)提供一第一類比訊號與一第二類比訊號，該第一 類比訊號與該第二類比訊號之間係具有一相位差者； b )於該第一類比訊號與該第二類比訊號交越時，產 生一中斷訊號予該微控制器； c )求取該第一類比訊號與該第二類比訊號的一正交 越電壓與一負交越電壓； d)若該正交越電壓與負交越電壓之間的差異小於一 特定的電壓值，則回至步驟 c)，若該正交越電壓與負交 越電壓之間的差異大於或等於一特定的電壓值，計算該正 交越電壓與負交越電壓之一平均值當作一暫時參考電壓 值；以及 e )重覆步驟 c )與 d )直到該第一類比訊號與一第二 類比訊號免除電位漂移與雜訊干擾，並計算該暫時參考電 壓值之平均值當作該微控制器之一參考電壓。 2 1.如申請專利範圍第2 0項之方法，其中該第一類比訊號 與該第二類比訊號分別為一弦波訊號。

   第24頁 504635 六、申請專利範圍 2 2 .如申請專利範圍第2 0項之方法，其中該相位差係為九 十度者。 2 3 .如申請專利範圍第2 0項之方法，其中該正交越電壓與 該負交越電壓係利用一二元搜尋法 （b i n a r y s e a r c h )求 出。 2 4. —種用以產生一微控制器之一參考電壓的方法，該方 法係包含下列步驟： a)提供一第一類比訊號與一第二類比訊號，該第一 類比訊號與該第二類比訊號之間係具有一相位差者； b )設定一取樣間隔； c )對該第一類比訊號與該第二類比訊號進行取樣以 求取一第一取樣點之該第一類比訊號電壓值與該第二類比 訊號電壓值與下一個第二取樣點之該第一類比訊號電壓值 與該第二類比訊號電壓值； d )比較該第一取樣點之該第一類比訊號電壓值與該 第二類比訊號的電壓值，以及該第二取樣點之該第一類比 訊號電壓值與該第二類比訊號電壓值； e )若該第一取樣點之該第一類比訊號電壓值與該第 二類比訊號電壓值比較結果與該第二取樣點之該第一類比 訊號電壓值與該第二類比訊號電壓值比較結果為互異者， 計算該第一取樣點之該第一類比訊號電壓值與該第二類比 訊號電壓值之平均值當做該第一類比訊號與該第二類比訊 號的交越電壓值； f)重覆步驟 c)至 e)以求出不同於該第一交越電

   第25頁 504635 六、申請專利範圍 壓值之一第二交越電壓值，並計算該第一交越電壓值與該 第二交越電壓值的平均值為一暫時參考電壓值；以及 g)重覆步驟 f)直到該第一類比訊號與一第二類比 訊號免除電位漂移與雜訊干擾，並計算該暫時參考電壓值 之平均值當作該微控制器之一參考電壓。 2 5 .如申請專利範圍第2 4項之方法，其中該第一類比訊號 與該第二類比訊號分別為一弦波訊號。 2 6 .如申請專利範圍第2 4項之方法，其中該相位差係為九 十度者。 27. —種用以產生一微控制器之一參考電壓的方法，該方 法係包含下列步驟： a)提供一第一類比訊號與一第二類比訊號，該第一 類比訊號與該第二類比訊號之間係具有一相位差者； b )設定一取樣間隔； c )對該第一類比訊號與該第二類比訊號進行取樣以 求取一第一取樣點之該第一類比訊號電壓值與該第二類比 訊號電壓值與下一個第二取樣點之該第一類比訊號電壓值 與該第二類比訊號電壓值； d)比較該第一取樣點之該第一類比訊號電壓值與該 第二類比訊號的電壓值，以及該第二取樣點之該第一類比 訊號電壓值與該第二類比訊號電壓值； e )若絝第一取樣點之該第一類比訊號電壓值與該第 二類比訊號電壓值比較結果與該第二取樣點之該第一類比 訊號電壓值與該第二類比訊號電壓值比較結果為互異者，

   第26頁 504635 六、申請專利範圍 計算該第二取樣點之該第一類比訊號電壓值與該第二類比 訊號電壓值之平均值當做該第一類比訊號與該第二類比訊 號的交越電壓值； f) 重覆步驟 C)至 e)以求出不同於該第一交越電 壓值之一第二交越電壓值，並計算該第一交越電壓值與該 第二交越電^壓值的平均值為一暫時參考電壓值；以及 g) 重覆步驟 f )直到該第一類比訊號與一第二類比 訊號免除電位漂移與雜訊干擾，並計算該暫時參考電壓值 之平均值當作該微控制器之一參考電壓。 2 8 .如申請專利範圍第2 7項之方法，其中該第一類比訊號 與該第二類比訊號分別為一弦波訊號。 2 9 .如申請專利範圍第2 7項之方法，其中該相位差係為九 十度者。

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