基于数模转换的快速反射镜驱动电路、通信方法及应用与流程

1.本发明属于半导体器件控制技术领域，尤其涉及基于数模转换的快速反射镜驱动电路、通信方法及应用。


背景技术：

2.快速反射镜驱动电路一般采用模拟电路控制方式，此种控制电路方式无法与其他数字电路系统快速匹配，且精度较低，控制通路较少，编程使用方式复杂，不适用于高精度的快速反射镜控制方式。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术数字电路系统匹配速度慢，精度低，且控制通路较少，编程使用方式复杂，增加了劳动成本。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了基于数模转换的快速反射镜驱动电路、通信方法及应用。基于数模转换的快速反射镜驱动电路通信方法
5.所述技术方案如下：一种基于数模转换的快速反射镜驱动电路的通信方法，包括：
6.数模转换器接收输入的不同dac编码方式信号，以及结合输入的不同供电电源，进行d/a数模转换，将转换后的信号通过多通道电路输出模拟电压，所述模拟电压通过数字接口与数字信号处理器和微控制器进行通信。
7.在一个实施例中，不同dac编码方式包括：通过bin/2scomp引脚状态确定的偏移二进制码和二进制补码编码方式。
8.在一个实施例中，编码方式为二进制补码。
9.在一个实施例中，不同供电电源包括：单电源供电和双电源供电；
10.单电源供电电压为：+4.5v-+16.5v；
11.双电源供电电压为：
±
4.5v
‑±
16.5v。
12.在一个实施例中，供电电源为双电源供电，电压为：
±
4.5v
‑±
16.5v。
13.在一个实施例中，多通道为四个控制通道。
14.在一个实施例中，数字接口采用串行外设spi接口与数字信号处理器和微控制器进行通信。
15.本发明的另一目的在于提供一种基于数模转换的快速反射镜驱动电路包括：
16.数模转换器，用于进行d/a数模转换，实现单极性模拟电压和双极性模拟电压输出；
17.电源供电电路，与数模转换器连接，采用单电源(+4.5v至+16.5v)或双电源(
±
4.5v至
±
16.5v)供电，
18.其中，电源供电电路包括：参考电压电源芯片(refin ref192esz)，与参考电压电源芯片连接的第一电源电路、第二电源电路；
19.第一电源电路包括：电容c7与电容c3，并联后与数模转换器的output管脚连接；并
连接agnd接地；
20.第二电源电路包括：电容c2与电容c6并联后与参考电压电源芯片的sleep管脚连接，并连接gnd接地；
21.多串行外设spi接口，与数模转换器连接，用于与数字信号处理器和微控制器进行通信。
22.dac编码方式选择电路，与数模转换器连接，用于输入的不同dac编码方式信号；
23.dac编码方式选择电路包括：电阻r3、电阻r4，电阻r3、电阻r4并联后接入数模转换器的bin/2scomp引脚；
24.dac清零电路，与数模转换器连接，用于通过调整不同的阻值将dac编码方式选择电路清零；
25.dac清零电路包括外接5v电压的电阻r1，电阻r1连接数模转换器的dac清零引脚；
26.加载dac电路，与数模转换器连接，用于通过调整不同的阻值将dac编码方式选择电路加载；
27.加载dac电路包括：接地的电阻r2，电阻r2连接数模转换器的ldac引脚；
28.正模拟供电电路，与数模转换器连接，用于为数模转换器正模拟供电；
29.正模拟供电电路包括：电容c8与电容c3并联后首端与正模拟供电管脚连接，电容c8与电容c3并联的尾端与agnd接地；
30.数字供电电路，与数模转换器连接，用于为数模转换器数字供电；
31.数字供电电路包括：电容c4与电容c9并联后首端与数字供电管脚连接，电容c4与电容c9并联的尾端与gnd接地；
32.多通道电路，与数模转换器连接，用于将数模转换器进行d/a数模转换后的信号输出不同模拟电压；
33.多通道电路包括多个连接控制电路的数字串口，多个连接控制电路的数字串口分别与数模转换器上集成的模拟输出管脚连接。
34.在一个实施例中，所述基于数模转换的快速反射镜驱动电路还包括：
35.负模拟供电电路，与数模转换器连接，用于为数模转换器负模拟供电；
36.负模拟供电电路包括：电容c5与电容c10并联后首端与数模转换器的负模拟供电管脚连接，电容c8与电容c11并联的尾端与agnd接地；
37.电容c5与电容c10并联后首端上还并联连接数模转换器的散热焊盘管脚。
38.在一个实施例中，所述数模转换器上还集成有用于接地的多个模拟接口。
39.本发明的另一目的在于提供一种基于快反镜组件技术的周视场扫描系统，执行所述的基于数模转换的快速反射镜驱动电路的通信方法，对快反镜组件进行驱动。
40.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
41.第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果，具体描述如下：本发明适用于基于快反镜组件技术的周视场扫描系统，采用数模转换电路的驱动方式，对快反镜组件进行驱动。
42.本发明解决了现有技术控制电路方式无法与其他数字电路系统快速匹配，且精度
较低，控制通路较少，编程使用方式复杂，不适用于高精度的快速反射镜控制方式的问题。
43.第二、把技术方案看作一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：本发明提供一种基于数模转换的快速反射镜驱动电路，实现快反镜组件的控制驱动，满足稳像控制需求。具有16bit-dac较高的系统分辨率，数字接口采用串行外设spi接口与dsp等微控制器进行通信，能够以最高30mhz的时钟速率工作，具备单、双极性多种可调输出范围，扩展为4个控制通道，满足多种控制需求。
附图说明
44.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理；
45.图1是本发明实施例提供的基于数模转换的快速反射镜驱动电路示意图；
46.图2是本发明实施例提供的电源供电电路示意图；
47.图3是本发明实施例提供的基于数模转换的快速反射镜驱动电路通信方法流程图；
48.图中：ⅰ、数模转换器；ⅱ、电源供电电路；ⅲ、多串行外设spi接口；ⅳ、dac编码方式选择电路；
ⅴ
、dac清零电路；ⅵ、加载dac电路；ⅶ、正模拟供电电路；
ⅷ
、数字供电电路；
ⅸ
、多通道电路；
ⅹ
、负模拟供电电路。
具体实施方式
49.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
50.一、解释说明实施例：
51.实施例1
52.如图1所示，本发明实施例提供一种基于数模转换的快速反射镜驱动电路包括：
53.数模转换器ⅰ，用于进行d/a数模转换，实现单极性模拟电压和双极性模拟电压输出；
54.电源供电电路ⅱ，与数模转换器ⅰ连接，采用单电源(+4.5v至+16.5v)或双电源(
±
4.5v至
±
16.5v)供电；
55.多串行外设spi接口ⅲ，与数模转换器ⅰ连接，用于与数字信号处理器和微控制器进行通信。
56.dac编码方式选择电路ⅳ，与数模转换器ⅰ连接，用于输入的不同dac编码方式信号；
57.dac清零电路
ⅴ
，与数模转换器ⅰ连接，用于通过调整不同的阻值将dac编码方式选择电路ⅳ清零；
58.加载dac电路ⅵ，与数模转换器ⅰ连接，用于通过调整不同的阻值将dac编码方式选择电路ⅳ加载；
59.正模拟供电电路ⅶ，与数模转换器ⅰ连接，用于为数模转换器i正模拟供电；
60.数字供电电路
ⅷ
，与数模转换器ⅰ连接，用于为数模转换器ⅰ数字供电；
61.多通道电路
ⅸ
，与数模转换器ⅰ连接，用于将数模转换器ⅰ进行d/a数模转换后的信号输出不同模拟电压；
62.负模拟供电电路
ⅹ
，与数模转换器ⅰ连接，用于为数模转换器ⅰ负模拟供电。
63.实施例2
64.所述数模转换器ⅰ上还集成有用于接地的多个模拟接口；
65.如图2所示，电源供电电路ⅱ包括：参考电压电源芯片(refin ref192esz)，与参考电压电源芯片连接的第一电源电路、第二电源电路；
66.示例性的，第一电源电路包括：电容c7与电容c3，并联后与数模转换器ⅰ的output管脚连接；并连接agnd接地；
67.示例性的，第二电源电路包括：电容c2与电容c6并联后与参考电压电源芯片的sleep管脚连接，并连接gnd接地；
68.示例性的，dac编码方式选择电路ⅳ包括：电阻r3、电阻r4，电阻r3、电阻r4并联后接入数模转换器ⅰ的bin/2scomp引脚；
69.示例性的，dac清零电路
ⅴ
包括外接5v电压的电阻r1，电阻r1连接数模转换器ⅰ的dac清零引脚；
70.示例性的，加载dac电路ⅵ包括：接地的电阻r2，电阻r2连接数模转换器ⅰ的ldac引脚；
71.示例性的，正模拟供电电路ⅶ包括：电容c8与电容c3并联后首端与正模拟供电管脚连接，电容c8与电容c3并联的尾端与agnd接地；
72.示例性的，数字供电电路
ⅷ
包括：电容c4与电容c9并联后首端与数字供电管脚连接，电容c4与电容c9并联的尾端与gnd接地；
73.示例性的，多通道电路
ⅸ
包括多个连接控制电路的数字串口，多个连接控制电路的数字串口分别与数模转换器ⅰ上集成的模拟输出管脚连接；
74.示例性的，负模拟供电电路
ⅹ
包括：电容c5与电容c10并联后首端与数模转换器ⅰ的负模拟供电管脚连接，电容c8与电容c11并联的尾端与agnd接地；
75.电容c5与电容c10并联后首端上还并联连接数模转换器ⅰ的散热焊盘管脚。
76.实施例3
77.如图1所示，本发明实施例提供的基于数模转换的快速反射镜驱动电路具备四通道、串行数字信号输入，模拟电压输出，进行数模转换，采用单电源(+4.5v至+16.5v)或双电源(
±
4.5v至
±
16.5v)供电。
78.软件可选的标称满量程输出范围为+5v、+10v、+10.8v、
±
5v、
±
10v或
±
10.8v。
79.其中，采用串行接口，并且与dsp(数字信号处理器，就是用数值计算的方式对信号进行加工的理论和技术，英文原名叫digital signal processing,简称dsp)和微控制器接口标准兼容。
80.实施例4
81.本发明实施例提供的基于数模转换的快速反射镜驱动电路采用数字接口串行外设spi接口与dsp等微控制器进行通信，电路能够以最高30mhz的时钟速率工作，对于双极性输出，输入编码为用户可选的二进制补码或偏移二进制(取决于bin/2scomp引脚状态)。
82.在本发明实施例中，基于数模转换的快速反射镜驱动电路采用双极性
±
15v供电，参考电压+2.5v。具备16bit-dac的系统分辨率，具有较高的控制精度。基于数模转换的快速反射镜驱动电路原理图如图1所示，表1为电路模块输入、输出特性。
83.表1电路模块输入、输出特性
[0084][0085][0086]
实施例5
[0087]
如图3所示，本发明实施例提供的基于数模转换的快速反射镜驱动电路通信方法包括：
[0088]
s1，数模转换器ⅰ接收输入的不同dac编码方式信号，以及结合输入的不同供电电源，进行d/a数模转换；
[0089]
s2，将转换后的信号通过多通道电路
ⅸ
输出模拟电压；
[0090]
s3，模拟电压通过多串行外设spi接口ⅲ与数字信号处理器和微控制器进行通信。
[0091]
在本发明实施例中，不同dac编码方式包括：通过bin/2scomp引脚状态确定的偏移二进制码和二进制补码编码方式。
[0092]
优选的，编码方式为二进制补码。
[0093]
在本发明实施例中，不同供电电源包括：单电源供电和双电源供电；
[0094]
单电源供电电压为：+4.5v～+16.5v；
[0095]
双电源供电电压为：
±
4.5v～
±
16.5v。
[0096]
优选的，供电电源为双电源供电，电压为：
±
4.5v～
±
16.5v。
[0097]
优选的，多通道为四个控制通道。
[0098]
优选的，数字接口采用串行外设spi接口与数字信号处理器和微控制器进行通信。
[0099]
实施例6
[0100]
在本发明实施例提供的基于数模转换的快速反射镜驱动电路通信方法中，
[0101]
(1)基于ad5754芯片进行d/a数模转换，可实现单极性和双极性输出，分别可采用单电源和双电源供电，本发明实施例中使用双电源供电，实现双极性输出；
[0102]
(2)参考电压refin规定性能为2.5v，选用参考电压电源芯片ref192esz，也可选用其他电压参考芯片；
[0103]
(3)ldac、clr可选择使用是否进行外部逻辑控制，若简化设计，可将ldac直接上拉为高电平，clr下拉为低电平。其中，ldac不可悬空。
[0104]
(4)将gnd与agnd通过0ω电阻共地。
[0105]
(5)sdo信号可选择不使用，可预留。
[0106]
在本发明实施例中，bin/2scomp信号决定了双极性输出时的dac编码方式，上拉为偏移二进制码，下拉为二进制补码，并同时结合上下拉，通过跳线或电阻实现。本发明实施例选择使用的是二进制补码的编码格式。
[0107]
实施例7
[0108]
本发明实施例提供的基于数模转换的快速反射镜驱动电路采用av
dd
＝+15v，av
ss
＝﹣15v，dv
cc
＝+5v，refin＝2.5v(电压基准芯片为ref192esz)，输出模拟信号的电压范围为-10v～10v。电路的元器件选用情况如表2所示。
[0109]
表2电路的元器件选用
[0110]
序号型号数量1ad5754brez12ref192esz13rmk1608mb102fm34ct41-0603-2r1-50v-104-k65ct41-1206-2r1-16v-106-m16cak45-40v-1uf-k-b17cak45-16v-10uf-k-b18cak45-40v-10uf-k-e2
[0111]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0112]
上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
[0113]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程。
[0114]
二、应用实施例：
[0115]
应用例
[0116]
本发明实施例提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。
[0117]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
[0118]
本发明实施例还提供了一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述各方法实施例中的步骤，所述信息数据处理终端不限于手机、电脑、交换机。
[0119]
本发明实施例还提供了一种服务器，所述服务器用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述各方法实施例中的步骤。
[0120]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如u盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。
[0121]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0122]
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。