一种新型线性加法器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种新型线性加法器，其包括：键盘显示电路、单片机U2、第一D/A转换电路、第二D/A转换电路和线性光电耦合电路。根据本实用新型的新型线性加法器，其可以实现两种功能，其一是通过单片机U2设定该加法器的电压值，从而实现线性加法功能；其二，是通过采用线性光电耦合电路，实现了被控对象与单片机U2之间的电路隔离。根据本实用新型的线性加法器，其电路结构简单实用，应用前景良好。
【专利说明】一种新型线性加法器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及单片机控制的线性加法器，具体涉及一种具有隔离功能的线性加 法器装置。
【背景技术】
[0002] 实现线性加法器功能，可以通过单片机编程实现，但由于单片机在既要处理键盘 信息，还要显示过程数据，造成单片机负担过重，其实时性很难保证，同时也影响到转换器 的性能。而由硬件实现线性加法器功能，单片机处理键盘、显示以及其它信息则可兼顾信息 处理和过程数据显示的实时性。目前高校实验室的实验设备品种繁多，但相互之间缺乏相 关性，彼此孤立。比如，单片机课程实验设备的被控对象通常是数字电路，而线性加法器是 模拟电子技术课程开设的实验，这两种实验设备分布在不同的实验室，造成设备利用率低、 资源浪费，现有设备不能满足学生的综合设计能力等问题。又比如，目前大学开设的电气专 业课程中，电子技术学科一般在前期开设，在电子技术学科教学过程中，要求有线性加法器 的实验。而单片机课程则开设在后期。如果能够设计综合实验，使前期课程和后期课程有 很好的衔接，这样使学生们既能学好当前知识又能巩固前面的知识，同时还能进一步改善 实践教学效果。
[0003] 在实际应用中，线性加法器电路通常与某个被控对象连在一起使用，而单片机电 路又要控制很多被控对象，这样就会造成一旦被控对象出现问题，就会影响到单片机电路， 导致系统最终无法工作。基于此，在单片机课程完成以后，为了提高单片机的编程水平和单 片机电路的设计能力，需要将被控对象和单片机相结合，这样才能综合利用所学专业知识。 为此，在学生们以前做过的线性加法器实验项目基础上，研发基于单片机控制的线性加法 器。 实用新型内容
[0004] 针对上述实际问题，本实用新型提供一种新型线性加法器，其具有隔离功能，并能 将被控对象和单片机有效结合，有效提高单片机的编程能力和单片机电路的设计能力。为 实现上述目的，本实用新型采用如下技术手段：
[0005] 一种新型线性加法器，其包括：键盘显示电路、单片机U2、第一 D/A转换电路、第二 D/A转换电路和线性光电耦合电路；其中，
[0006] 所述键盘显示电路用来设定电压值xl和电压值x2,所述电压值xl和所述电压值 x2经过单片机U2输出电压值Xl和X2 ;
[0007] 单片机U2输出的电压经过所述第一 D/A转换电路和所述第二D/A转换电路转换 后的电压值Xl和X2后，输入到所述线性光电耦合电路；
[0008] 所述线性光电耦合电路包括：第一运算放大电路U20、第二运算放大电路U21和 第三运算放大电路U24,以及，连接在第一运算放大电路U20的输出端和第三运算放大电路 U24输入端之间的光耦U22,连接在第二运算放大电路U21的输出端和第三运算放大电路 U24输入端之间的线性光耦U23。
[0009] 优选地，所述键盘显示电路还包括启动键和停止键。
[0010] 优选地，所述单片机U2选用的型号是MEGA8,其接收所述键盘显示电路的输入信 息，输出显示信息。
[0011] 进一步地，所述单片机U2的输出电压经所述线性光电耦合电路后输出为Χ0，Χ0计 算如下：
【权利要求】
1. 一种新型线性加法器，其特征在于，包括：键盘显示电路、单片机U2、第一D/A转换电 路、第二D/A转换电路和线性光电耦合电路；其中， 所述键盘显示电路用来设定电压值X1和电压值x2，所述电压值X1和所述电压值x2经 过单片机U2输出电压值Xl和X2; 单片机U2输出的电压经过所述第一D/A转换电路和所述第二D/A转换电路转换后的 电压值Xl和X2后，输入到所述线性光电耦合电路； 所述线性光电耦合电路包括：第一运算放大电路U20、第二运算放大电路U21和第三运 算放大电路U24,以及，连接在第一运算放大电路U20的输出端和第三运算放大电路U24输 入端之间的光耦U22，连接在第二运算放大电路U21的输出端和第三运算放大电路U24输入 端之间的线性光耦U23。
2. 根据权利要求1所述的一种新型线性加法器，其特征在于：所述键盘显示电路还包 括启动键和停止键。
3. 根据权利要求1所述的一种新型线性加法器，其特征在于：所述单片机U2选用的型 号是MEGA8,其接收所述键盘显示电路的输入信息，输出显示信息。
4. 根据权利要求1所述的一种新型线性加法器，其特征在于：所述单片机U2的输出电 压经所述线性光电耦合电路后输出为X〇,XO计算如下：
其中，R24为第三运算放大电路U24入出之间的隔离电阻，R20、R21分别为第一运算放 大电路U20和第二运算放大电路U21的限流电阻。
5. 根据权利要求1所述的一种新型线性加法器，其特征在于：所述第一D/A转换电路 受单片机U2控制，完成模拟量到数字量的转换，其输出的电压值Xl的范围是0?5V。
6. 根据权利要求1所述的一种新型线性加法器，其特征在于：所述第二D/A转换电路 受单片机U2的控制，完成模拟量到数字量的转换，其输出的电压值X2的范围是0?5V。
7. 根据权利要求1所述的一种新型线性加法器，其特征在于：第一运算放大电路U20、 第二运算放大电路U21和第三运算放大电路U24选用的型号是LM324,且均采用双电源供 电。
8. 根据权利要求1所述的一种新型线性加法器，其特征在于：线性光耦U22和线性光 耦U23选用的型号是HCNR201。
9. 根据权利要求1所述的一种新型线性加法器，其特征在于：第一运算放大电路U20 和第二运算放大电路U21的电源地线与GNDl共地。
10. 根据权利要求1所述的一种新型线性加法器，其特征在于：第三运算放大电路U24 的电源地线与GND2共地。
【文档编号】G06F7/50GK204229390SQ201420769281
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】田文杰, 刘继承 申请人:北京联合大学