一种单片机接收AD信号时加入电压修正因子的判断方法与流程

一种单片机接收ad信号时加入电压修正因子的判断方法
技术领域
1.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：

2.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。


技术实现要素：

3.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。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.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；
6.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；
7.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；
8.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；
9.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。
10.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。
11.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。
12.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。
13.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。
14.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。
15.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
16.图1为本发明中ad接口采样电路的电路图。
17.图2为本发明中ad信号采集电路的电路图。
18.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
19.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：
20.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；
21.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；
22.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；
23.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；
24.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。
25.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。
26.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。
27.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。
28.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。
29.本发明的原理：
30.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；
31.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
′
。
32.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。