微控制器的模拟信号处理装置及方法制造方法及图纸

微控制器的模拟信号处理装置，产生微控制器的参考电压，该模拟信号处理装置利用具有相位差的两相似模拟弦波输入信号交越时，使微控制器产生中断并求取正交越电压与负交越电压。将所得到的正交越电压与负交越电压求取其平均值当作暂时参考电压值，并重复求取该暂时参考电压值数次，以避免两输入模拟信号因噪音干扰或电位漂移而产生误差。将所求出的暂时参考电压值求取其平均值并设定为该微控制器的参考电压。以避免两模拟信号因噪音干扰或电位漂移而产生误差。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模拟信号处理装置及方法，特别涉及一种将微控制器的参考电压设计成可动态调整，以避免微控制器的两输入模拟信号因噪音干扰或电位漂移所产生的误差的装置及方法。
技术介绍
随着科技发展日新月异，计算机的使用率也越来越普及。在计算机的使用接口上，为了达到便利的需求，许多的计算机周边装置也逐渐被开发出来以增进计算机的效能与提供使用者与计算机之间人性化的亲和性接口。现今使用的计算机周边装置之中，如计算机鼠标、扫描机、传真机、读码机等，皆是应用了许多光电科技所发展出来的产品，这些产品都具有一项重要的特色，那就是通过光电元件将输入的模拟信号转换为数字信号，再利用微控制器将此数字信号处理后以完成其工作。以计算机鼠标为例，参照图1，其为一公用的计算机鼠标控制装置，包含有一发光二极管11、一光栅12、两组光电转换装置13、14及两组模拟/数字信号转换装置15、16。其工作原理为当发光二极管11发出光线后，经由光栅12的特殊遮蔽效果，于鼠标移动时可产生明灭相间的光信号，该光信号被传至包含有一光电晶体管的两组光电转换装置13与14，经由两组光电转换装置13与14进行光电转换后，可得两相似的模拟弦波信号101与102。该两相似模拟弦波信号101与102遂经由两组模拟/数字信号转换装置15与16转换成两数字信号103与104后输出，以供微控制器处理。参照图2A及图2B，其为公用计算机鼠标模拟输入信号示意图，其中两模拟输入信号201与202具有一90度的相位差，当输入信号201领先202时，定义该鼠标移动方向为正，如图2A所示，反之为负，如图2B所示。图1所示的模拟/数字信号转换装置15与16包含了一参考电压与一比较器。其中比较器会依据所输入的模拟信号101与102逐次的与参考电压进行比较程序。见图3，其为公用计算机鼠标的模拟信号转换数字信号的示意图，若模拟信号31高于该参考电压32，则视为数字信号的1态，反之即视为0态。如此比较后便可得一数字信号33，以供微控制器处理。但是，在上述计算机周边装置的设计与生产过程中，却存在着一些令人困扰的问题。再以计算机鼠标为例，在计算机鼠标的制作过程中，因为受到元件本身如光电晶体管、发光二极管、光栅等的参数误差，或是诸如元件歪斜等的制作过程误差所影响，导致产生所谓输入模拟信号电位漂移的现象。参照图4A与图4B，由于在设计与生产时受到上述诸多因素影响，导致输入的模拟弦波信号41产生电位过高，如图4A所示或是输入的模拟弦波信号42产生电位过低，如图4B所示的现象，但参考电压的电位，如虚线所示则是固定的，因而分别产生了不正常的数字输出信号43与44。此等误差并非产生于机件故障或设计错误的不良因素，但是却会严重的影响到生产的成品率，厂商如欲改善，则必须选用更精密的元件与购买更精密的机器。但是如此一来，不仅大幅地增加了生产的成本，其改善的效果却极其有限。鉴于公知制作过程上的误差，本专利技术提供的微控制器的模拟信号处理的装置与方法，使得应用于一计算机周边装置如计算机鼠标的微控制器参考电压设计成可动态调整，以避免微控制器的两模拟输入信号因噪音干扰或电位漂移所产生的误差。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一个模拟信号处理的装置，用以避免微控制器的模拟输入信号因噪音干扰或电位漂移产生误差。本专利技术的另一目的在于提供一个模拟信号处理的装置，用以动态调整微控制器的参考电压，以将模拟信号转换成数字信号。本专利技术的又一目的在于提供一个模拟信号处理的方法，以产生一可动态调整的参考电压用以将输入的模拟信号转换成数字信号。根据本专利技术的一第一较佳实施例的一第一方面的结构，一种用以产生一微控制器的一参考电压的模拟信号处理装置，包含一第一输入装置，用以输入一第一模拟信号，一第二输入装置，用以输入一第二模拟信号，一中断产生装置，用以于该第一模拟信号与该第二模拟信号产生交越时，产生一中断信号，一电压基准判断装置，用以产生一电压基准判断信号，一第一交越电压锁存装置，用以输入该第一模拟信号与该电压基准判断信号而输出一第一交越电压锁存信号，一第二交越电压锁存装置，用以输入该第二模拟信号与该电压基准判断信号而输出一第二交越电压锁存信号，一第一存储装置，用以存储该第一交越电压锁存信号且反馈该第一交越电压锁存信号至该第一输入装置，以及一第二存储装置，用以存储该第二交越电压锁存信号且反馈该第二交越电压锁存信号至该第二输入装置。根据上述结构，该微控制器完成于一计算机周边装置如计算机鼠标内。其中该第一模拟信号与该第二模拟信号分别为一弦波信号，且两者间具有90度的相位差。而该中断产生装置包含一差异信号产生装置，用以产生该第一模拟信号与该第二模拟信号的差异信号，一边缘触发电路，用以在该差异信号的状态改变时(亦即两模拟信号的交越处)，产生一边缘触发信号，以及一中断控制器，响应该边缘触发信号于两模拟信号交越时使该微控制器产生一中断。上述的第一交越电压锁存装置、第二交越电压锁存装置与差异信号产生装置分别为一比较器所完成，而该第一存储装置与该第二存储装置分别为一I/O寄存器所完成。该电压基准判断装置包含一可程序化数字转模拟控制器与一控制寄存器，用以输出一定电压值以当作电压基准判断信号。该可程序化数字转模拟控制器经由该控制寄存器调变而使其可输出多个定电压值。根据本专利技术的一第一较佳实施例的一第二方面的结构，一种用以产生一微控制器的一参考电压的方法，该方法包含下列步骤(a)提供一第一模拟信号与一第二模拟信号，该第一模拟信号与该第二模拟信号之间是具有一相位差，(b)于该第一模拟信号与该第二模拟信号交越时，产生一中断信号予该微控制器，(c)求取该第一模拟信号与该第二模拟信号的一正交越电压与一负交越电压，(d)若该正交越电压与负交越电压之间的差异小于一特定的电压值，则回至步骤(c)，若该正交越电压与负交越电压之间的差异大于或等于一特定的电压值，计算该正交越电压与负交越电压的一平均值当作一暂时参考电压值，以及(e)重复步骤(c)与(d)直到该第一模拟信号与该第二模拟信号免除电位漂移与噪音干扰，并计算该暂时参考电压值的平均值当作该微控制器的一参考电压。上述的第一模拟信号与第二模拟信号分别为一弦波信号，且该相位差为90度。较佳者，该正交越电压与该负交越电压是利用对分检索(binary search)求出。根据本专利技术的一第二较佳实施例的一第一方面的结构，一种用以产生一微控制器的一参考电压的模拟信号处理装置，包含一第一输入装置，用以输入一第一模拟信号，一第二输入装置，用以输入一第二模拟信号，一电压基准判断装置，用以产生一电压基准判断信号，一第一交越电压锁存装置，用以输入该第一模拟信号与该电压基准判断信号而输出一第一交越电压信号，一第二交越电压锁存装置，用以输入该第二模拟信号与该电压基准判断信号而输出一第二交越电压信号，一第一存储装置，用以存储该第一交越电压信号，以及一第二存储装置，用以存储该第二交越电压信号。根据上述结构，该微控制器完成于一计算机周边装置如计算机鼠标内。其中该第一模拟信号与该第二模拟信号分别为一弦波信号，且两者间具有90度的相位差。上述的第一交越电压锁存装置、第二交越电压锁存装置分别为一比较器所完成，而该第一存储装置与该第二存储装置分别为一I/O寄存器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟信号处理装置，用以产生一微控制器的一参考电压，其包含： 一第一输入装置，用以输入一第一模拟信号； 一第二输入装置，用以输入一第二模拟信号； 一中断产生装置，用以于该第一模拟信号与该第二模拟信号产生交越时，产生一中断信号； 一电压基准判断装置，用以产生一电压基准判断信号； 一第一交越电压锁存装置，用以输入该第一模拟信号与该电压基准判断信号而输出一第一交越电压锁存信号； 一第二交越电压锁存装置，用以输入该第二模拟信号与该电压基准判断信号而输出一第二交越电压锁存信号； 一第一存储装置，用以存储该第一交越电压锁存信号且反馈该第一交越电压锁存信号至该第一输入装置；以及 一第二存储装置，用以存储该第二交越电压锁存信号且反馈该第二交越电压锁存信号至该第二输入装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱延诚，魏佳姗，
申请(专利权)人：义隆电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]