专利名称：一种扩充ad口的方法
技术领域：
本发明涉及一种扩充AD 口的方法，特别是用于空调制冷系统中的AD 口检测电路布线，可以利用单片机有限的AD 口对多路模拟量输入进行检测。
背景技术：
现代产品的控制电路中，拥有对多项性能参数的采集检测，如在空调制冷系统的控制电路中，就需要采集多个点的温度、湿度、压强等参数，某些特殊领域还有可能需要采集多个点的瓦斯浓度、二氧化碳浓度等等参数。但无论是多么高档的单片机，其AD 口的数量总是有限的。而单片机的AD 口数量即为每一批次采集参数的数量。工程设计中，单片机仅有的几路AD 口经常不能满足需求。一般为了节约成本，采用的方法都是尽可能利用单片机现有的AD 口采集最重要的参数，而忽略一些次要参数。另一种方法是采用专业的AD转换芯片，但这样将大大提高设计成本。比如现在的空调制冷，对温度、湿度等参数的采集数量和精度要求都越来越高，这不仅要求单个传感器的采集精度要提高，同时还需要采集多个不同点的参数信息，通过多次采集取平均值、加权求平均值等方法实现对测量精度的提高。该方法不够节约，成本较大。因此，如何能够在采样电路结构相似的参数采集中节约单片机AD 口资源并节约生产成本为进一步研究的对象。
发明内容
本发明为了解决现有技术存在的上述问题，提出一种通过增加少量元器件实现对现有单片机AD 口进行扩充以节约单片机AD 口资源的扩充AD 口的方法。上述的扩充AD 口的方法是通过利用单片机上的普通数字输出口输出信号具有两种不同状态对AD采集端口电路进行控制，实现对AD数据的批量采集。每通过一路所述数字输出口控制采样电路，该单片机的AD 口即扩充至原始的两倍。所述数字输出口对AD采集端口电路控制是通过控制电路实现，所述控制电路主要由每一利用的所述数字输出口控制的一路逻辑非门电路和串联在每一所述采集端口电路的NMOS管构成，所述非门电路控制所述NMOS管的通断。所述控制电路还包括联接在所述非门电路与NMOS管之间的逻辑与门电路，每一个所述NMOS管串联一路所述与门电路。本发明的方法适用于采样电路结构相似的参数采集，在采集温度、湿度、压强等参数时均可批量处理，每增加一路数字输出控制，即可等效将AD 口数量加倍；达到了增加很少器件且几乎不增加设计成本的基础上，实现多AD 口扩充的目的，实现了节约单片机AD 口资源，节约了生产成本。采用本发明的方法设计电路，可以实现利用单片机有限的AD端口实现对多路模拟量输入的检测，适用于所有单片机控制电路设计时的AD检测电路中。
图1是本发明的实施例一原理图2是图1的传感器1、2导通的等效电路图3是图1的传感器3、4导通的的等效电路图4是本发明的实施例二原理图5是实施例二采用的压力传感器示意图6为图4的对应两路IO 口输出状态为“11”时的等效电路图。
具体实施例方式本发明的扩充AD 口的方法是通过利用单片机上的一路或几路普通数字输出口对 AD采集端口电路进行控制，实现对AD数据的批量采集。由于一路的数字输出口含有两种不同的状态，单片机上采用一路数字输出口控制采样电路，即可等效将该单片机的AD 口数量加倍。如果采用两路数字输出口控制采样电路，即可等效将AD 口数量增加到四倍，因为两路的数字输出口具有四种不同的状态。依次类推，在单片机上利用η路数字输出口控制采样电路，即可使得该单片机具有的AD 口数据增加2η倍。其中的控制采样电路是由逻辑门电路与NMOS管构成。此方法在采集温度、湿度、压强等参数时均可批量处理，每增加一路数字输出控制，即可等效将AD 口数量加倍。下面结合两个具体实施例进一步详细说明 实施例一
本实施例以温度采集为对象。如图1所示，单片机具有两路采样端口 AD1、AD2，需要采集四个采样点的温度数据。现利用该单片机上的一路数字输出口增加一逻辑非门控制电路，该电路上设分压电阻 R5和R6，通过NTC或PTC热敏电阻的阻值变化采集温度分别安装在采样点处的四个温度传感器电阻Rl、R2、R3、R4与四个N沟道MOSFET管Ql、Q2、Q3、Q4分别串联。当普通IO 口通过反相器Ul输出为逻辑“1”时(即高电平时)，NM0S管Q1、Q2导通， NMOS管Q3、Q4关断，此时对热敏电阻Rl、R2进行温度采集，等效电路图如图2所示；
当普通IO 口通过反相器Ul输出为逻辑“0”时(即低电平时)，NMOS管Q3、Q4导通，NMOS 管Ql、Q2关断，此时对热敏电阻R3、R4进行温度采集，等效电路图如图3所示。由于热敏电阻的每一个阻值对应一个具体的温度，因此只要采样得到热敏电阻的阻值，就能得到相应的温度。本实施例采用分压法，测得采样电压，通过计算求得此时该热敏电阻R1、R2、R3、R4的阻值，通过查表即得到相应的温度。本实施例通过利用该单片机上的一路数字输出口实现了固有的两个AD 口扩充到四个AD 口。实施例二
本实施例以压力为采集对象。如图4所示，该单片机具有一路采样端口 AD，需要对四处不同位置压力的测量。现利用该单片机的两路普通数字输出口 IOl和102，增加逻辑非门电路和逻辑与门电路以及 NMOS管；其中逻辑非门电路与采用的普通数字输出口相匹配，一路数字输出口联接一个逻辑非门电路；逻辑与门电路与NMOS管相匹配，与该单片机扩充后的AD 口的数量相同。本实施例中具有两个“逻辑非”门电路U5、TO和四个“逻辑与”门电路U7、U8、U9、U10，及四个 NMOS管Q5、Q6、Q7、Q8 ；其中非门电路U5联接数字输出口 101，非门电路U6联接数字输出口 102。VCC、GND分别为四路压力传感器P1、P2、P3、P4供电，N沟道MOSFET管Q5、Q6、Q7、 Q8分别控制四路压力传感器PI、P2、P3、P4输出信号是否导通，分别为四个与门逻辑电路 U7、U8、U9、U10串联。当N沟道MOSFET控制输入端，即与门电路的输出端为逻辑“1”(即高电平)时，N沟道MOSFET导通，否则N沟道MOSFET处于关断状态。因而AD采样口采样得到的是处于导通状态那一路的压力传感器的输出电压值，即能采样得到对应这一路的压力值。每一路普通IO 口输出信号有两种不同的状态，分别为逻辑“0”和逻辑“1”，两路 IO 口输出共有四种不同的状态，利用四种不同状态控制对应的四路MOSFET的通断，可以实现对四处不同位置压力的测量。IO 口的不同输出状态对应的逻辑与门输出、MOSFET的通断及其采样位置的对应关系如表1所示。图6对应的是表1中的第1种情况的等效电路图。
表1 IO□输出状态与逻辑与门、NMOS管及采样位直对应关系表
权利要求
1.一种扩充AD 口的方法，是通过利用单片机上的普通数字输出口输出信号具有两种不同状态对AD采集端口电路进行控制，实现对AD数据的批量采集。
2.如权利要求1所述的扩充AD口的方法，其特征在于每通过一路所述数字输出口控制采样电路，该单片机的AD 口即扩充至原始的两倍。
3.如权利要求1所述的扩充AD口的方法，其特征在于所述数字输出口对AD采集端口电路控制是通过控制电路实现，所述控制电路主要由每一利用的所述数字输出口控制的一路逻辑非门电路和串联在每一所述采集端口电路的NMOS管构成，所述非门电路控制所述NMOS管的通断。
4.如权利要求3所述的扩充AD口的方法，其特征在于所述控制电路还包括联接在所述非门电路与NMOS管之间的逻辑与门电路，每一个所述NMOS管串联一路所述与门电路。
全文摘要
本发明涉及一种扩充AD口的方法，具体是通过利用单片机上的普通数字输出口输出信号具有两种不同状态对AD采集端口电路进行控制，实现对AD数据的批量采集。该方法适用于采样电路结构相似的参数采集，每增加一路数字输出控制，即可等效将AD口数量加倍；达到了增加很少器件且几乎不增加设计成本的基础上，实现多AD口扩充的目的，实现了节约单片机AD口资源，节约了生产成本，适用于所有单片机控制电路设计时的AD检测电路中。
文档编号G05B19/042GK102183905SQ20111000030
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月4日 优先权日2011年1月4日
发明者孙正军 申请人:深圳市航宇德升科技有限公司