廉价的多功能摸数转换接口制造技术

本实用新型专利技术提供一种新型模数转换接口。它由一个十进制的＿＿＿位模数转换器等组成，可将输入的模拟信号转变为数字信号输入到计算器中，再由计算器进行处理和显示，与市面上最廉价的“８３８”算术计算器相接，可构成各种数字仪表。该接口特点是成本低、功能多（接口连计算器总共约１５元），不影响计算器原有功能。给它配接不同传感器和一定辅助电路，还可测量和控制不同的物理量。如做成数字温度计、数字电压表、电流表、电阻表、电容表，数字脉搏计、压力表等。（*该技术在1996年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
袖珍计算器成本低，方便灵活，可靠性好，准确度高，若给它增加一个模数转换接口，可以构成一个低成本、多用途的数字仪表。目前有一些供袖珍计算器使用的模数转换接口，如《袖珍计算器在测量仪表中的应用》（《电子技术应用》1982年第九期）。这些接口输入数据的方法是用电子开关模仿手动输入的方法。过程是这样的：将模数转换器输出的BCD码存入寄存器，根据顺序分配器的输出脉冲，将存入寄存器中的数据送入译码器，由译码器带动电子开关，将数据送入键盘，短路键盘扫描线的发送端和接收端，即字位扫描线和检测线。完成向计算器输入数据的使命。从以上可以看出，这种方法是很复杂的，接口的成本也远远超过计算器的成本，所以这种接口方法没有得到推广。本技术提供了一种简单的、低成本的、与袖珍计算器配接的模数转换接口。该技术输入数据的方法是采用计数输入法。它是利用计算器的加法功能完成数据输入的任务。只要启动时依次按计算器键盘上的键和键后，在键上输入1个脉冲，计算器的显示屏上就会加1，如果输入一串脉冲，计算器就会将脉冲的个数累加起来，并在显示屏上显示出来。因为每一串脉冲的个数是由输入模数转-->换器的电压信号决定的，所以显示在计算器上的数字同输入电压是一一对应的。在计算器上用这个方法来实现模数转换和显示，就叫做计算器计数输入数据法，简称计数输入法。用计数输入法的优点是：模数转换电路可用较简单的V－T变换器，配合时钟脉冲发生器和门控电路，完成模数转换。无需B（1）码编码器，寄存器、顺序分配器、译码器和电子开关阵列等电路。当然要实现计数输入法，首先要使计算器的计数频率提高，因为计数速度低，模数转换的取样时间长，这是很不利的。通常计算器的计数频率为5～20次／秒，这样的速度对实现计数输入法是不够的。如何使计算器的计数频率提高，是实现计数输入法的关键。本技术中用以下两个方法解决这个问题。1.提高计算器的时钟频率法。把计算器的时钟频率提高，计数速度加快。具体方法是：在计算器芯片的时钟电阻两端并联一个阻值较小的电阻，（阻值由计算器芯片的最大工作频率而定），一般为8－15KΩ左右。仅用此法提高计数频率是不够的，因为芯片的工作频率不可能无限提高。因此在使用第1个方法的同时还需采用第2个方法。2.旁路程序法。旁路程序法是指旁路一部分对计算器的计数功能没有影响的内部程序，使这部分程序不参加运行，节省了这部分程序运行的时间，提高了计算器的计数频率。具体方法是：通过一只二极管，将字位扫描线中的某两根线连起来，（一般是D4根和D6根）以达到目的。具体连接那两根线，应根据不同型号的计算器试验决定。以上两种方法一般可使计算器计数频率提高到300－500次／秒。-->满足了计数输入法的要求。附图1是接口框图。它是一种独特的斜波电压比较型A／D转换器。它的与众不同处主要表现在，它有显示延时器和清零复位延时器。它的复位、清零脉冲不是来自计数器，而是来自清零复位延时器。它的显示时间由显示延时器决定。输入信号Vi经过放大器放大后，与斜波电压发生器产生的斜波电压一起送进比较器中进行电压比较，斜波电压以固定的速率从0随时间的增长而变大，当斜波电压小于放大后的Vi时，比较器处于高电平，时钟脉冲发生器产生的时钟脉冲顺利通过门控电路，进入计算器中进行计数。当斜波电压等于放大后的Vi时，比较器从高电平翻转为低电平，门控电路关闭，时钟脉冲停止通过，计算器的计数停止。这时计算器显示的数字为n，n＝(AVif)/(K)；A－放大器的电压放大倍数，f－时钟频率，k－斜波电压的斜率。可以通过电路设计使(Af)/(K)＝1，这时n＝Vi，也就是说显示屏上的数值就是Vi的值。与此同时，比较器翻转时在微分电路上产生了一个尖脉冲触发了显示延时电路，2秒钟后回复。回复时在微分电路上产生的尖脉冲触发了清零复位延时电路，清零和复位开关导通。计算器显示屏上的数据被清除，斜波电压发生器中的积分电容被复位开关短路而放电，斜波电压下降为零。20毫秒后，清零复位延时器回复，新的一个转换显示周期又重复开始。附图2是该模数转换接口的具体实施例的电原理图。接口中计算器是采用838计算器。D1等组成基准电压源，门控电路采用与非门电路的特点是：1、放大电路、比较电路，斜波电压产生和时钟脉冲产生是由一-->块四运算放大集成电路IC1等组成。2、显示延时电路、门控电路、清零复位延时电路的一部分是由一块四与非门IC2等组成。3、清零、复位开关和清零复位延时电路的另一部分由一块双互补对加反相器IC3组成。双互补对加反相器的型号为CD4007，接口中运用了CD4007中的两只场效应管，分别作为清零、复位开关，减少了零件数目，见附图2。4、清零开关不是接在计算器的清除键两端，而是接在数字键两端，这样既可以清除显示屏上的数据，又可以保留启动时输入计算器内的数字“1”和指令“＋”。5、接口中装有6刀单掷开关，只要将开关拨到计算挡，计算器的计算功能就得到恢复。由于在接口中充分利用了每一块集成电路，使接口的零件数目减少，再加上电路本身简单，计算器价廉，所以模数转换器和计算器的成本一共仅在15元左右。本技术如果作为数字表头，可用于在低速测试，如做成数字温度计，数字电压表，电流表，数字脉搏计，压力表等。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能和袖珍计算器相接的模数转换接口，其特征是由ＣＤ４０１１和ＣＤ４００７的一部分组成显时延时器和清零复位延时器，由ＬＭ３２４组成放大器、比较器、斜波发生器和时钟发生器，由ＣＤ４００７的另一部分组成复位、清零开关，由六刀单掷开关联接计算器，将接口信号送入计算器的“等于”键，由袖珍计算器作计数器和显示屏。

【技术特征摘要】
1、一种能和袖珍计算器相接的模数转换接口，其特征是由CD4011和CD4007的一部分组成显时延时器和清零复位延时器，由LM324组成放大器、比较器、斜波发生器和时钟发生器，由CD4007的另一部分组成复位、清零开...

【专利技术属性】
技术研发人员：李共，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]