上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路制造技术

本发明专利技术是上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路，属于仪器仪表领域。包括单片机、数字电位器、窗口电压比较器电路、以及与单片机连接的键盘电路和显示电路；其特征在于：数字电位器的一路输出作为窗口电压比较器电路的下限电压的调节电阻，数字电位器的另一路输出作为窗口电压比较器电路的上限电压的调节电阻；数字电位器的输出由单片机控制；其中，键盘电路和显示电路作为窗口电压比较器电路输出值的设定和显示。本发明专利技术的优点在于用数字电位器内的多个可调节电阻代替用于改变窗口电压比较器的下限电压和上限电压的普通手动调节电位器，从而通过用单片机控制数字电位器的电阻值，实现实时改变窗口电压比较器的下限电压和上限电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路，属于仪器仪表领域，可用于各种仪器仪表和控制单元中。
技术介绍
目前的仪器仪表或一些控制单元中的窗口电压比较器，其上限电压和下限电压的 调节均采用手动调节电位器的方法，实时性较差，这是目前窗口电压比较器存在的问题；大 学中电类学生电子技术实验训练设备与单片机实验训练设备相互独立，实验训练资源没有 有机地结合在一起，实验资源利用率低，是一种资源浪费，学生学习的知识也没有有效地、 连续地、综合地得到巩固和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决实时调节给定窗口电压比较器的上限和下限比较压，提供一 种通过计算机控制数字电位器来设定上限和下限比较电压的窗口电压比较器。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案一种上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路，包括单片机、具有至少 两路输出的数字电位器、窗口电压比较器电路、以及与单片机连接的键盘电路和显示电路。 其中，数字电位器的一路输出作为窗口电压比较器电路的下限比较电压的调节电阻，数字 电位器的另一路输出作为窗口电压比较器电路的上限比较电压的调节电阻；数字电位器的 输出由单片机控制；键盘电路和显示电路作为窗口电压比较器电路输出值的设定和显示。在上述上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路中，所述单片机采用 芯片型号为89C52，所述数字电位器采用芯片型号为X9241U，所述窗口电压比较器电路 由运算放大器和与非门构成，运算放大器采用芯片型号为LM324，与非门采用芯片型号为 74LS00，各器件之间的具体连接为89C52的1、2脚分别连接X9241U的14、9脚，89C52的20脚连接+5V电源的地， 89C52 的 40 脚连接 +5V 电源，X9241U 的 3、8、20 脚连接 +5V 电源，X9241U 的 2、4、5、7、10、 15,16脚连接在一起并与+5V电源的地连接，X9241U的1、6脚分别连接电阻R1和R2的一 端，电阻R1和R2的另一端分别连接LM324的3、6脚，LM324的2、5脚连接在一起并与电阻 R3 —端连接，电阻R3的另一端连接输入电压Ui, LM324的1、7脚分别连接二极管DpD2的阳 极，D1和D2的阴极连接在一起并与电阻R4的一端连接，74LS00的1、2脚连接在一起并与电 阻R4的另一端连接，74LS00的3、9、10脚连接在一起并由此处引出输出、，由74LS00的8 脚引出输出U02，LM324的4脚连接+6V电源，LM324的11脚连接+6V电源的地，74LS00的 14脚连接+5V电源，74LS00的7脚连接+5V电源的地，+5V电源与+6V电源共地。本专利技术的优点在于用数字电位器内的多个可调节电阻代替用于改变窗口电压比 较器的上限和下限比较电压的普通手动调节电位器，从而通过用单片机控制数字电位器的 电阻值，实现实时改变窗口电压比较器的上限和下限比较电压。附图说明图1上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路框2上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路3上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路波形图具体实施例方式下面结合附图1、图2、图3对本专利技术进行详细说明。上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路框图如图1所示，上限和下限 电压可自动调节的窗口电压比较器电路图如图2所示，上限和下限电压可自动调节的窗口 电压比较器电路波形图如图3所示。在图1中，单片机通过串行通信的方式与数字电位器 连接在一起，数字电位器的多个可调节电阻与窗口电压比较器电路连接，窗口电压比较器 电路根据可调节电阻所确定的上限和下限电压产生相应的输出电压，键盘电路连接单片机 可用于键入相应的上限电压和下限电压及其它信息，显示电路连接单片机用于显示设定的 上限电压和下限电压及其它信息。图2是具体的连接电路图。在图2中，89C52为单片机；X9241U为数字电位器，内 含4个可调节电阻，其中的1、2、3脚和6、7、8脚分别为数字电位器中两个可调节电阻的三 个管脚，其中1脚和6脚为可调节端，2、3脚和7、8脚为两个可调节电阻的固定端，这两个可 调节电阻分别命名为R5和R6 ；LM324为内含4个运算放大器的集成电路芯片，3脚和5脚为 其中两个运算放大器的同相输入端，2脚和6脚为这两个运算放大器的反相输入端，1脚和 7脚为这两个运算放大器的输出端；74LS00为内含4个双输入与非门；具体电路连接如下89C52的1、2脚分别连接X9241U的14、9脚，89C52的20脚连接+5V电源的地， 89C52 的 40 脚连接 +5V 电源，X9241U 的 3、8、20 脚连接 +5V 电源，X9241U 的 2、4、5、7、10、 15,16脚连接在一起并与+5V电源的地连接，X9241U的1、6脚分别连接电阻R1和R2的一 端，电阻R1和R2的另一端分别连接LM324的3、6脚，LM324的2、5脚连接在一起并与电阻 R3 —端连接，电阻R3的另一端连接输入电压Ui, LM324的1、7脚分别连接二极管DpD2的阳 极，D1和D2的阴极连接在一起并与电阻R4的一端连接，74LS00的1、2脚连接在一起并与电 阻R4的另一端连接，74LS00的3、9、10脚连接在一起并由此处引出输出、，由74LS00的8 脚引出输出U02，LM324的4脚连接+6V电源，LM324的11脚连接+6V电源的地，74LS00的 14脚连接+5V电源，74LS00的7脚连接+5V电源的地，+5V电源与+6V电源共地。键盘电 路和显示电路与单片机的连接为通用常规电路接法，没有给出具体电路。图3是图2电路中几个关键点的电压输出波形，在下面具体工作方式中有描述说 明。具体工作方式如下如图2所示，89C52通过其1、2脚与X9241U的14、9脚连接，建立相互之间的串行 通信，单片机以此来改变数字电位器内部多个电位器的电阻值，相互之间的具体通信方式 可参阅X9241U的使用说明；X9241U的1脚对应电阻R5的可调节端，用于调节下限电压％， X9241U的6脚对应电阻R6的可调节端，用于上限电压uH ；电阻礼、电阻R2、电阻R3、电阻R4 为限流电阻；二极管D1和D2用于形成窗口电压；所使用的LM324内部的两个运算放大器用于电压比较；利用74LS00使输出电压Utjl和u。2成为一对互为反相的电压，用户可根据需要 选择Uol或U02。 具体工作原理为89C52通过串行通信调节X9241U内部的两个可调节电阻R5和 R6,产生下限电压％和上限电压Uh ；当输入电压Ui < %时，经过LM324中运算放大器的电压 比较，uA输出高电平，uB输出低电平，D1导通，D2截止，U01输出低电平，U02输出高电平，见图 3 ；当uL < Ui < uH时，uA和uB均输出低电平，D1和D2均截止，U01输出高电平，U02输出低电 平，见图3 ；当Ui > Uh时，Ua输出低电平，Ub输出高电平，D1截止，D2导通，Utjl输出低电平， U。2输出高电平，见图3。本文档来自技高网...

【技术保护点】
上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路，包括单片机、具有至少两路输出的数字电位器、窗口电压比较器电路、以及与单片机连接的键盘电路和显示电路；其特征在于：数字电位器的一路输出作为窗口电压比较器电路的下限电压ｕ↓［Ｌ］的调节电阻Ｒ↓［５］，数字电位器的另一路输出作为窗口电压比较器电路的上限电压ｕ↓［Ｈ］的调节电阻Ｒ↓［６］，数字电位器的这两路输出由单片机控制；其中，键盘电路和显示电路作为窗口电压比较器电路上限和下限电压比较值的设定和显示。

【技术特征摘要】
上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路，包括单片机、具有至少两路输出的数字电位器、窗口电压比较器电路、以及与单片机连接的键盘电路和显示电路；其特征在于数字电位器的一路输出作为窗口电压比较器电路的下限电压uL的调节电阻R5，数字电位器的另一路输出作为窗口电压比较器电路的上限电压uH的调节电阻R6，数字电位器的这两路输出由单片机控制；其中，键盘电路和显示电路作为窗口电压比较器电路上限和下限电压比较值的设定和显示。2.根据权利要求1所述的上限和下限电压可自动调节的窗口电压比较器电路，其特征 在于所述单片机采用芯片型号为89C52，所述数字电位器采用芯片型号为X9241U，所述窗 口电压比较器电路由运算放大器和与非门构成，运算放大器采用芯片型号为LM324，与非门 采用芯片型号为74LS00，各器件之间的具体连接为89C52的1、2脚分别连接X9241U的14、9脚，89C52的20脚连接+5V电源的地，89...

【专利技术属性】
技术研发人员：张念鲁，杨春兰，
申请(专利权)人：北京联合大学生物化学工程学院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]