一種新型線性加法器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種新型線性加法器，其包括：鍵盤顯示電路、單片機U2、第一D/A轉換電路、第二D/A轉換電路和線性光電耦合電路。根據本實用新型的新型線性加法器，其可以實現兩種功能，其一是通過單片機U2設定該加法器的電壓值，從而實現線性加法功能；其二，是通過采用線性光電耦合電路，實現了被控對象與單片機U2之間的電路隔離。根據本實用新型的線性加法器，其電路結構簡單實用，應用前景良好。
【專利說明】一種新型線性加法器
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及單片機控制的線性加法器，具體涉及一種具有隔離功能的線性加 法器裝置。
【背景技術】
[0002] 實現線性加法器功能，可以通過單片機編程實現，但由于單片機在既要處理鍵盤 信息，還要顯示過程數據，造成單片機負擔過重，其實時性很難保證，同時也影響到轉換器 的性能。而由硬件實現線性加法器功能，單片機處理鍵盤、顯示以及其它信息則可兼顧信息 處理和過程數據顯示的實時性。目前高校實驗室的實驗設備品種繁多，但相互之間缺乏相 關性，彼此孤立。比如，單片機課程實驗設備的被控對象通常是數字電路，而線性加法器是 模擬電子技術課程開設的實驗，這兩種實驗設備分布在不同的實驗室，造成設備利用率低、 資源浪費，現有設備不能滿足學生的綜合設計能力等問題。又比如，目前大學開設的電氣專 業課程中，電子技術學科一般在前期開設，在電子技術學科教學過程中，要求有線性加法器 的實驗。而單片機課程則開設在后期。如果能夠設計綜合實驗，使前期課程和后期課程有 很好的銜接，這樣使學生們既能學好當前知識又能鞏固前面的知識，同時還能進一步改善 實踐教學效果。
[0003] 在實際應用中，線性加法器電路通常與某個被控對象連在一起使用，而單片機電 路又要控制很多被控對象，這樣就會造成一旦被控對象出現問題，就會影響到單片機電路， 導致系統最終無法工作。基于此，在單片機課程完成以后，為了提高單片機的編程水平和單 片機電路的設計能力，需要將被控對象和單片機相結合，這樣才能綜合利用所學專業知識。 為此，在學生們以前做過的線性加法器實驗項目基礎上，研發基于單片機控制的線性加法 器。 實用新型內容
[0004] 針對上述實際問題，本實用新型提供一種新型線性加法器，其具有隔離功能，并能 將被控對象和單片機有效結合，有效提高單片機的編程能力和單片機電路的設計能力。為 實現上述目的，本實用新型采用如下技術手段：
[0005] 一種新型線性加法器，其包括：鍵盤顯示電路、單片機U2、第一 D/A轉換電路、第二 D/A轉換電路和線性光電耦合電路；其中，
[0006] 所述鍵盤顯示電路用來設定電壓值xl和電壓值x2,所述電壓值xl和所述電壓值 x2經過單片機U2輸出電壓值Xl和X2 ;
[0007] 單片機U2輸出的電壓經過所述第一 D/A轉換電路和所述第二D/A轉換電路轉換 后的電壓值Xl和X2后，輸入到所述線性光電耦合電路；
[0008] 所述線性光電耦合電路包括：第一運算放大電路U20、第二運算放大電路U21和 第三運算放大電路U24,以及，連接在第一運算放大電路U20的輸出端和第三運算放大電路 U24輸入端之間的光耦U22,連接在第二運算放大電路U21的輸出端和第三運算放大電路 U24輸入端之間的線性光耦U23。
[0009] 優選地，所述鍵盤顯示電路還包括啟動鍵和停止鍵。
[0010] 優選地，所述單片機U2選用的型號是MEGA8,其接收所述鍵盤顯示電路的輸入信 息，輸出顯示信息。
[0011] 進一步地，所述單片機U2的輸出電壓經所述線性光電耦合電路后輸出為Χ0，Χ0計 算如下：
【權利要求】
1. 一種新型線性加法器，其特征在于，包括：鍵盤顯示電路、單片機U2、第一D/A轉換電 路、第二D/A轉換電路和線性光電耦合電路；其中， 所述鍵盤顯示電路用來設定電壓值X1和電壓值x2，所述電壓值X1和所述電壓值x2經 過單片機U2輸出電壓值Xl和X2; 單片機U2輸出的電壓經過所述第一D/A轉換電路和所述第二D/A轉換電路轉換后的 電壓值Xl和X2后，輸入到所述線性光電耦合電路； 所述線性光電耦合電路包括：第一運算放大電路U20、第二運算放大電路U21和第三運 算放大電路U24,以及，連接在第一運算放大電路U20的輸出端和第三運算放大電路U24輸 入端之間的光耦U22，連接在第二運算放大電路U21的輸出端和第三運算放大電路U24輸入 端之間的線性光耦U23。
2. 根據權利要求1所述的一種新型線性加法器，其特征在于：所述鍵盤顯示電路還包 括啟動鍵和停止鍵。
3. 根據權利要求1所述的一種新型線性加法器，其特征在于：所述單片機U2選用的型 號是MEGA8,其接收所述鍵盤顯示電路的輸入信息，輸出顯示信息。
4. 根據權利要求1所述的一種新型線性加法器，其特征在于：所述單片機U2的輸出電 壓經所述線性光電耦合電路后輸出為X〇,XO計算如下：
其中，R24為第三運算放大電路U24入出之間的隔離電阻，R20、R21分別為第一運算放 大電路U20和第二運算放大電路U21的限流電阻。
5. 根據權利要求1所述的一種新型線性加法器，其特征在于：所述第一D/A轉換電路 受單片機U2控制，完成模擬量到數字量的轉換，其輸出的電壓值Xl的范圍是0?5V。
6. 根據權利要求1所述的一種新型線性加法器，其特征在于：所述第二D/A轉換電路 受單片機U2的控制，完成模擬量到數字量的轉換，其輸出的電壓值X2的范圍是0?5V。
7. 根據權利要求1所述的一種新型線性加法器，其特征在于：第一運算放大電路U20、 第二運算放大電路U21和第三運算放大電路U24選用的型號是LM324,且均采用雙電源供 電。
8. 根據權利要求1所述的一種新型線性加法器，其特征在于：線性光耦U22和線性光 耦U23選用的型號是HCNR201。
9. 根據權利要求1所述的一種新型線性加法器，其特征在于：第一運算放大電路U20 和第二運算放大電路U21的電源地線與GNDl共地。
10. 根據權利要求1所述的一種新型線性加法器，其特征在于：第三運算放大電路U24 的電源地線與GND2共地。
【文檔編號】G06F7/50GK204229390SQ201420769281
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月9日 優先權日:2014年12月9日
【發明者】田文杰, 劉繼承 申請人:北京聯合大學