单片机与数模转换器的集成电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种单片机与数模转换器的集成电路，包括：单片机，单片机具有可编程计数器阵列；二极管，二极管的负极与所述单片机的一引脚连接；三极管，三极管的基极与单片机的另一引脚连接，所述三极管的发射极接地；电阻，电阻串接于二极管的正极和三极管的集电极；并联型稳压器，并联型稳压器的正极与三极管的发射极连接，正极与三极管的集电极连接；二阶有源滤波器，二阶有源滤波器的输入端与并联型稳压器的负极连接。本发明的单片机与数模转换器的集成电路通过采用二阶有源滤波器提高了电路的负载能力且滤波效果好，且结合具有可编程计数器阵列的单片机和该二阶有源滤波器，使输出精度大幅提高并且控制简单。
【专利说明】单片机与数模转换器的集成电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单片机与数模转换器的集成电路。
【背景技术】
[0002]在电子电路和自动化技术的应用中，单片机和数模转换器(DAC)是经常需要同时使用的，如果一定要选用内置数模转换器的单片机，则单片机选型将变得相对复杂。即使有相应的偏门型号，或许因为使用的人并不多，而使成本较高并且交期也不能稳定。
[0003]另一种办法是使用片外专用数模转换器集成电路，这种数模转换器通常带有并行接口或串行接口如I2C，SPI等等，这样做不仅会增加系统的复杂性(增加1/0，硬件接口或软件模拟)，也会增加总成本。
[0004]另一种最常用最简单的方法是应用单片机I/O 口的脉冲宽度调制(PWM)输出(或者通过定时器和软件一起来实现脉冲宽度调制输出)，外接一个电阻电容形成无源滤波电路就可以实现简单的数模转换器。
[0005]这种电路虽然简单，但不足之处在于:输出精度差，误差大。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种可提高输出精度并且控制简单的单片机与数模转换器的集成电路。
[0007]为实现前述目的，本发明采用如下技术方案:一种单片机与数模转换器的集成电路，包括:
单片机，所述单片机具有可编程计数器阵列；
二极管，所述二极管的负极与所述单片机的一引脚连接；
三极管，所述三极管的基极与所述单片机的另一引脚连接，所述三极管的发射极接
地；
电阻，所述电阻串接于所述二极管的正极和所述三极管的集电极；
并联型稳压器，所述并联型稳压器的正极与所述三极管的发射极连接，正极与所述三极管的集电极连接；以及，
二阶有源滤波器，所述二阶有源滤波器的输入端与并联型稳压器的负极连接。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述二阶有源滤波器包括:
放大器，所述放大器的反相输入端上串接有接地的第一电阻；
第二电阻，所述第二电阻串接在所述放大器的反相输入端与输出端之间；
第一电容，所述第一电容的一端与所述放大器的同相输入端连接，另一端接地；
第三电阻，所述第三电阻的一端与所述放大器的同相输入端连接；
第二电容，所述第二电容的一端与所述第三电阻的另一端连接，另一端接地；以及，
第四电阻，所述第四电阻的一端接于第二电容和第三电阻的结点，另一端为所述二阶有源滤波器的输入端。[0009]作为本发明的进一步改进，所述第一电容和第二电容均为NPO陶瓷电容。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述放大器的正电源极与二极管的正极均连接在6V电源上。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述三极管为NPN型三极管。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述并联型稳压器的型号为TL431。
[0013]本发明的有益效果是:本发明的单片机与数模转换器的集成电路通过采用二阶有源滤波器提高了电路的负载能力和滤波性能，且结合具有可编程计数器阵列的单片机和二阶有源滤波器，使输出精度大幅提高并且控制简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明【具体实施方式】中单片机与数模转换器的集成电路的电路图。
【具体实施方式】
[0015]请参见图1，本发明一实施例中的单片机与数模转换器的集成电路包括:单片机(MCU)IO，单片机10具有可编程计数器阵列(PCA);二极管D1，该二极管Dl的负极与单片机10的一引脚连接，二极管Dl的正极连接在6V电源上；三极管Q1，该三极管Ql的基极与单片机10的另一引脚连接，发射极接地；电阻R4，该电阻R4串接于二极管Dl的正极和三极管Ql的集电极；并联型稳压器20，该并联型稳压器20的正极与三极管Ql的发射极连接，正极与三极管Ql的集电极连接；二阶有源滤波器30，该二阶有源滤波器30的输入端与并联型稳压器20的负极连接。上述并联型稳压器20的负极作为第一阶段输出端VA。
[0016]在本实施例中，该单片机10的型号为C8051F320。该单片机10带有I个可编程计数器阵列。采用此种单片机10可使控制数模转换器(DAC)的电压改变仅需简单地改写寄存器即可，无需使用定时器和中断资源，编程异常简单，并可选择使用8位或16位脉冲宽度调制(PWM)方式(16位方式可提高分辨率)，单片机10的占用率很少；可编程计数器阵列可以输出4路脉冲宽度调制波，因此可以输出4路数模转换器且不增加编程的复杂性。上述并联型稳压器20的型号为TL431。三极管Ql为NPN型三极管。
[0017]上述二阶有源滤波器30包括:放大器40，该放大器40的反相输入端上串接有接地的第一电阻Rl ;第二电阻Rf，该第二电阻Rf串接在放大器40的反相输入端与输出端之间；第一电容C2,该第一电容C2的一端与放大器40的同相输入端连接,另一端接地；第三电阻R3，该第三电阻C3的一端与放大器40的同相输入端连接；第二电容CI，该第二电容CI的一端与第三电阻R3的另一端连接，另一端接地；第四电阻R2，该第四电阻R2的一端接于第二电容Cl和第三电阻R3的结点，另一端为二阶有源滤波器40的输入端，与并联型稳压器20的负极连接。
[0018]上述第一电容C2和第二电容Cl均为NPO陶瓷电容。放大器40的正电源极同二极管Dl的正极连接在6V电源上。
[0019]通过采用采用二阶有源滤波器30可以提高电路的负载能力且提高滤波效果。
[0020]并联型稳压器20及电阻R4使第一阶段输出端VA输出为Vref=2.495V,R4=(+6V-Vref)/10ma。当单片机10输出为高电平时，第一阶段输出端VA为OV ;当单片机10输出为低电平时，第一阶段输出端VA为标准的2.495V，R2=R3=R, C1=C2=C，与放大器40的电压U2组成二阶有源滤波器30滤除交流分量。放大器40工作在正相放大状态，其输入电阻非常高，放大倍数为Ι+Rf/Rl。二阶有源滤波器30通带截至频率为fp=0.37f0=0.37/(2*ji*C*R)。放大器40的电压U2需选用轨对轨(rail to rail)运放。采用轨对轨运放的原因是因为单电源供电时，该运放也能使最低输出非常接近0V，最高输出非常接近于电源电压。
[0021]综上所述，上述单片机与数模转换器的集成电路通过采用二阶有源滤波器30提高了电路的负载能力和滤波性能，且结合具有可编程计数器阵列的单片机10和该二阶有源滤波器30，使输出精度大幅提高并且控制简单。
[0022]尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。
【权利要求】
1.一种单片机与数模转换器的集成电路，其特征在于:所述单片机与数模转换器的集成电路包括: 单片机，所述单片机具有可编程计数器阵列； 二极管，所述二极管的负极与所述单片机的一引脚连接； 三极管，所述三极管的基极与所述单片机的另一引脚连接，所述三极管的发射极接地； 电阻，所述电阻串接于所述二极管的正极和所述三极管的集电极； 并联型稳压器，所述并联型稳压器的正极与所述三极管的发射极连接，正极与所述三极管的集电极连接；以及， 二阶有源滤波器，所述二阶有源滤波器的输入端与并联型稳压器的负极连接。
2.根据权利要求1所述的单片机与数模转换器的集成电路，其特征在于:所述二阶有源滤波器包括: 放大器，所述放大器的反相输入端上串接有接地的第一电阻； 第二电阻，所述第二电阻串接在所述放大器的反相输入端与输出端之间； 第一电容，所述第一电容的一端与所述放大器的同相输入端连接，另一端接地； 第三电阻，所述第三电阻的一端与所述放大器的同相输入端连接； 第二电容，所述第二电容的一端与所述第三电阻的另一端连接，另一端接地；以及， 第四电阻，所述第四电阻的一端接于第二电容和第三电阻的结点，另一端为所述二阶有源滤波器的输入端。
3.根据权利要求2所述的单片机与数模转换器的集成电路，其特征在于:所述第一电容和第二电容均为NPO陶瓷电容。
4.根据权利要求2所述的单片机与数模转换器的集成电路，其特征在于:所述放大器的正电源极与二极管的正极均连接在6V电源上。
5.根据权利要求1所述的单片机与数模转换器的集成电路，其特征在于:所述三极管为NPN型三极管。
6.根据权利要求1所述的单片机与数模转换器的集成电路，其特征在于:所述并联型稳压器的型号为TL431。
【文档编号】G05B19/042GK103869727SQ201210550964
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月18日 优先权日:2012年12月18日
【发明者】陈权 申请人:苏州工业园区新宏博通讯科技有限公司