專利名稱：上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路，屬于儀器儀表領域，可用于各種儀器儀表和控制單元中。
背景技術：
目前的儀器儀表或一些控制單元中的窗口電壓比較器，其上限電壓和下限電壓的 調節(jié)均采用手動調節(jié)電位器的方法，實時性較差，這是目前窗口電壓比較器存在的問題；大 學中電類學生電子技術實驗訓練設備與單片機實驗訓練設備相互獨立，實驗訓練資源沒有 有機地結合在一起，實驗資源利用率低，是一種資源浪費，學生學習的知識也沒有有效地、 連續(xù)地、綜合地得到鞏固和應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是解決實時調節(jié)給定窗口電壓比較器的上限和下限比較壓，提供一 種通過計算機控制數(shù)字電位器來設定上限和下限比較電壓的窗口電壓比較器。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術方案一種上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路，包括單片機、具有至少 兩路輸出的數(shù)字電位器、窗口電壓比較器電路、以及與單片機連接的鍵盤電路和顯示電路。 其中，數(shù)字電位器的一路輸出作為窗口電壓比較器電路的下限比較電壓的調節(jié)電阻，數(shù)字 電位器的另一路輸出作為窗口電壓比較器電路的上限比較電壓的調節(jié)電阻；數(shù)字電位器的 輸出由單片機控制；鍵盤電路和顯示電路作為窗口電壓比較器電路輸出值的設定和顯示。在上述上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路中，所述單片機采用 芯片型號為89C52，所述數(shù)字電位器采用芯片型號為X9241U，所述窗口電壓比較器電路 由運算放大器和與非門構成，運算放大器采用芯片型號為LM324，與非門采用芯片型號為 74LS00，各器件之間的具體連接為89C52的1、2腳分別連接X9241U的14、9腳，89C52的20腳連接+5V電源的地， 89C52 的 40 腳連接 +5V 電源，X9241U 的 3、8、20 腳連接 +5V 電源，X9241U 的 2、4、5、7、10、 15,16腳連接在一起并與+5V電源的地連接，X9241U的1、6腳分別連接電阻R1和R2的一 端，電阻R1和R2的另一端分別連接LM324的3、6腳，LM324的2、5腳連接在一起并與電阻 R3 —端連接，電阻R3的另一端連接輸入電壓Ui, LM324的1、7腳分別連接二極管DpD2的陽 極，D1和D2的陰極連接在一起并與電阻R4的一端連接，74LS00的1、2腳連接在一起并與電 阻R4的另一端連接，74LS00的3、9、10腳連接在一起并由此處引出輸出、，由74LS00的8 腳引出輸出U02，LM324的4腳連接+6V電源，LM324的11腳連接+6V電源的地，74LS00的 14腳連接+5V電源，74LS00的7腳連接+5V電源的地，+5V電源與+6V電源共地。本發(fā)明的優(yōu)點在于用數(shù)字電位器內的多個可調節(jié)電阻代替用于改變窗口電壓比 較器的上限和下限比較電壓的普通手動調節(jié)電位器，從而通過用單片機控制數(shù)字電位器的 電阻值，實現(xiàn)實時改變窗口電壓比較器的上限和下限比較電壓。


圖1上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路框2上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路3上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路波形圖
具體實施例方式下面結合附圖1、圖2、圖3對本發(fā)明進行詳細說明。上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路框圖如圖1所示，上限和下限 電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路圖如圖2所示，上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口 電壓比較器電路波形圖如圖3所示。在圖1中，單片機通過串行通信的方式與數(shù)字電位器 連接在一起，數(shù)字電位器的多個可調節(jié)電阻與窗口電壓比較器電路連接，窗口電壓比較器 電路根據(jù)可調節(jié)電阻所確定的上限和下限電壓產生相應的輸出電壓，鍵盤電路連接單片機 可用于鍵入相應的上限電壓和下限電壓及其它信息，顯示電路連接單片機用于顯示設定的 上限電壓和下限電壓及其它信息。圖2是具體的連接電路圖。在圖2中，89C52為單片機；X9241U為數(shù)字電位器，內 含4個可調節(jié)電阻，其中的1、2、3腳和6、7、8腳分別為數(shù)字電位器中兩個可調節(jié)電阻的三 個管腳，其中1腳和6腳為可調節(jié)端，2、3腳和7、8腳為兩個可調節(jié)電阻的固定端，這兩個可 調節(jié)電阻分別命名為R5和R6 ；LM324為內含4個運算放大器的集成電路芯片，3腳和5腳為 其中兩個運算放大器的同相輸入端，2腳和6腳為這兩個運算放大器的反相輸入端，1腳和 7腳為這兩個運算放大器的輸出端；74LS00為內含4個雙輸入與非門；具體電路連接如下89C52的1、2腳分別連接X9241U的14、9腳，89C52的20腳連接+5V電源的地， 89C52 的 40 腳連接 +5V 電源，X9241U 的 3、8、20 腳連接 +5V 電源，X9241U 的 2、4、5、7、10、 15,16腳連接在一起并與+5V電源的地連接，X9241U的1、6腳分別連接電阻R1和R2的一 端，電阻R1和R2的另一端分別連接LM324的3、6腳，LM324的2、5腳連接在一起并與電阻 R3 —端連接，電阻R3的另一端連接輸入電壓Ui, LM324的1、7腳分別連接二極管DpD2的陽 極，D1和D2的陰極連接在一起并與電阻R4的一端連接，74LS00的1、2腳連接在一起并與電 阻R4的另一端連接，74LS00的3、9、10腳連接在一起并由此處引出輸出、，由74LS00的8 腳引出輸出U02，LM324的4腳連接+6V電源，LM324的11腳連接+6V電源的地，74LS00的 14腳連接+5V電源，74LS00的7腳連接+5V電源的地，+5V電源與+6V電源共地。鍵盤電 路和顯示電路與單片機的連接為通用常規(guī)電路接法，沒有給出具體電路。圖3是圖2電路中幾個關鍵點的電壓輸出波形，在下面具體工作方式中有描述說 明。具體工作方式如下如圖2所示，89C52通過其1、2腳與X9241U的14、9腳連接，建立相互之間的串行 通信，單片機以此來改變數(shù)字電位器內部多個電位器的電阻值，相互之間的具體通信方式 可參閱X9241U的使用說明；X9241U的1腳對應電阻R5的可調節(jié)端，用于調節(jié)下限電壓％， X9241U的6腳對應電阻R6的可調節(jié)端，用于上限電壓uH ；電阻禮、電阻R2、電阻R3、電阻R4 為限流電阻；二極管D1和D2用于形成窗口電壓；所使用的LM324內部的兩個運算放大器用于電壓比較；利用74LS00使輸出電壓Utjl和u。2成為一對互為反相的電壓，用戶可根據(jù)需要 選擇Uol或U02。 具體工作原理為89C52通過串行通信調節(jié)X9241U內部的兩個可調節(jié)電阻R5和 R6,產生下限電壓％和上限電壓Uh ；當輸入電壓Ui < %時，經過LM324中運算放大器的電壓 比較，uA輸出高電平，uB輸出低電平，D1導通，D2截止，U01輸出低電平，U02輸出高電平，見圖 3 ；當uL < Ui < uH時，uA和uB均輸出低電平，D1和D2均截止，U01輸出高電平，U02輸出低電 平，見圖3 ；當Ui > Uh時，Ua輸出低電平，Ub輸出高電平，D1截止，D2導通，Utjl輸出低電平， U。2輸出高電平，見圖3。
權利要求
上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路，包括單片機、具有至少兩路輸出的數(shù)字電位器、窗口電壓比較器電路、以及與單片機連接的鍵盤電路和顯示電路；其特征在于數(shù)字電位器的一路輸出作為窗口電壓比較器電路的下限電壓uL的調節(jié)電阻R5，數(shù)字電位器的另一路輸出作為窗口電壓比較器電路的上限電壓uH的調節(jié)電阻R6，數(shù)字電位器的這兩路輸出由單片機控制；其中，鍵盤電路和顯示電路作為窗口電壓比較器電路上限和下限電壓比較值的設定和顯示。
2.根據(jù)權利要求1所述的上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路，其特征 在于所述單片機采用芯片型號為89C52，所述數(shù)字電位器采用芯片型號為X9241U，所述窗 口電壓比較器電路由運算放大器和與非門構成，運算放大器采用芯片型號為LM324，與非門 采用芯片型號為74LS00，各器件之間的具體連接為89C52的1、2腳分別連接X9241U的14、9腳，89C52的20腳連接+5V電源的地，89C52 的 40 腳連接 +5V 電源，X9241U 的 3、8、20 腳連接 +5V 電源，X9241U 的 2、4、5、7、10、15、16 腳連接在一起并與+5V電源的地連接，X9241U的1、6腳分別連接電阻R1和R2的一端，電阻 R1和R2的另一端分別連接LM324的3、6腳，LM324的2、5腳連接在一起并與電阻R3 —端連 接，電阻R3的另一端連接輸入電壓Ui, LM324的1、7腳分別連接二極管D” D2的陽極，D1和 D2的陰極連接在一起并與電阻R4的一端連接，74LS00的1、2腳連接在一起并與電阻R4的 另一端連接，74LS00的3、9、10腳連接在一起并由此處引出輸出U0l，由74LS00的8腳引出 輸出u。2，L M324的4腳連接+6V電源，LM324的11腳連接+6V電源的地，74LS00的14腳 連接+5V電源，74LS00的7腳連接+5V電源的地，+5V電源與+6V電源共地。
全文摘要
本發(fā)明是上限和下限電壓可自動調節(jié)的窗口電壓比較器電路，屬于儀器儀表領域。包括單片機、數(shù)字電位器、窗口電壓比較器電路、以及與單片機連接的鍵盤電路和顯示電路；其特征在于數(shù)字電位器的一路輸出作為窗口電壓比較器電路的下限電壓的調節(jié)電阻，數(shù)字電位器的另一路輸出作為窗口電壓比較器電路的上限電壓的調節(jié)電阻；數(shù)字電位器的輸出由單片機控制；其中，鍵盤電路和顯示電路作為窗口電壓比較器電路輸出值的設定和顯示。本發(fā)明的優(yōu)點在于用數(shù)字電位器內的多個可調節(jié)電阻代替用于改變窗口電壓比較器的下限電壓和上限電壓的普通手動調節(jié)電位器，從而通過用單片機控制數(shù)字電位器的電阻值，實現(xiàn)實時改變窗口電壓比較器的下限電壓和上限電壓。
文檔編號H03K5/24GK101997523SQ201010507438
公開日2011年3月30日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權日2010年10月15日
發(fā)明者張念魯, 楊春蘭 申請人:北京聯(lián)合大學生物化學工程學院