一種微控制處理器串口通信模塊的製作方法

2023-05-25 22:53:31

專利名稱：一種微控制處理器串口通信模塊的製作方法
技術領域：
一種微控制處理器串口通信模塊技術領域[0001]本實用新型涉及一種串口通信模塊，具體的說，是涉及一種用於井下測量儀器的微控制處理器串口通信模塊。
背景技術：
[0002]由貼近鑽頭的壓力信號傳感器輸出的電壓信號比較小，需要經過信號調理電路對信號進行放大濾波。而以往的用於井下測量儀器的微控制處理器串口通信模塊採集後傳輸的數據，通過分析發現，信號電路的輸出不太穩定，幹擾噪聲信號比較大，會造成相關信號測量不精確，從而導致控制的不準確，影響井下測量儀器的定位總成對壓力和位移的控制。發明內容[0003]為了解決背景技術提出的現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種微控制處理器串口通信模塊，該種微控制處理器串口通信模塊具有高精度、低噪聲的特點，並且對環境變化有補償作用，非常適用於井下特殊環境中對數據的傳送。[0004]本實用新型的技術方案是該種微控制處理器串口通信模塊，包括一個常用的儀表運算放大器，其獨特之處在於所述模塊還包括一個由0P07D晶片構成的二級運算放大器，所述二級運算放大器的輸入端連接至儀表運算放大器的輸出端；另外，在所述二級運算放大器的輸入迴路上接入一個阻值可調的增益電阻，此外，在所述二級運算放大器的輸出端連接有由兩塊電容構成的射隨電路濾波器，所述射隨電路濾波器的輸出端作為該通信模塊的輸出端。[0005]本實用新型具有如下有益效果本種微控制處理器串口通信模塊通過前段的一級儀表運算放大器將傳感器信號放大，由於本放大電路具有良好的共模抑制比，提高信號的精度和降低信號的信噪比，輸出信號經過二級濾波電路，減少輸出信號的波紋，降低信號噪聲，使得鑽井壓力傳感器電壓輸入信號直接輸入到模數轉換器的轉換通道進行數位化處理，達到井下測量儀器的需求，本種微控制處理器串口通信模塊實現了信號調理的高精度和快速性，提高了信號的低噪聲，具有很強的實用性。[0006]
[0007]圖1是本實用新型的電路原理圖。[0008]具體實施方式
[0009]
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明[0010]由圖1所示，該種微控制處理器串口通信模塊，包括一塊常規的儀表運算放大器 U3，其獨特之處在於所述模塊還包括一個由0P07D晶片構成的二級運算放大器U4，所述二級運算放大器U4的輸入端連接至儀表運算放大器U3的輸出端；另外，在所述二級運算放大器U4的輸入迴路上接入一個阻值可調的增益電阻R5，此外，在所述二級運算放大器U4的輸出端連接有由兩塊電容C7、C8構成的射隨電路濾波器，所述射隨電路濾波器的輸出端作為該通信模塊的輸出端。[0011]具體應用時，鑽井壓力傳感器信號通過J2端子連接至儀表運算放大器U3的輸入端子IN+和IN-；儀表運算放大器U3的輸入端子VS+和VS-接入電源AVDD和工作地；儀表運算放大器U3的端子RG接入增益設置電阻的100歐姆電阻R4和20K歐可調電阻R5，增益設置電阻R4另一端接入工作地，增益設置電阻R5另一端接入儀表運算放大器U3的輸出端子VOUT ；儀表運算放大器U3的參考端子VREFl和VREF2接至工作地；濾波電容C6連接電源AVDD和工作地；儀表運算放大器U3的輸出端子VOUT連接二級運算放大器U4端子3，二級運算放大器U4的2端接至二級運算放大器U4輸出端子6，二級運算放大器U4的端子7 和4分別接入AVDD電源和工作地，濾波電容C7接在AVDD電源和工作地之間，去耦電容C8 接至二級運算放大器U4輸出端子6和工作地之間。[0012]調理模塊的二級濾波電路採用的是射隨電路實現信號的硬體濾波，採用最大電壓漂移為150uV的放大器，低輸入偏置電流最大僅為ΙΟηΑ，單雙電源供電，輸出電流8mA，工作溫度範圍-40°C +125°C。所述的二級的濾波電路實現起來簡單容易並且能保證系統的精度要求，只需要將該放大器的負輸入端和輸出端相連，晶片供電和輸出端經過0. OluF的電容相連便可構成射隨電路實現信號硬體濾波，並且在濾波電路的輸出端並聯入一個IOuF 的去藕電容以減小輸出信號的波紋。經過一級放大和二級濾波後的鑽井壓力傳感器電壓輸入信號便可輸入至ADC轉換通道進行A/D轉換處理。[0013]綜上所述，本種微控制處理器串口通信模塊使用一級運算放大和二級濾波電路， 使得鑽井信號傳感器信號輸出高精度、低噪聲，為提供給模數轉換器提供可靠的電壓信號， 具有很強的實用性。
權利要求1. 一種微控制處理器串口通信模塊，包括儀表運算放大器(U3)，其特徵在於所述模塊還包括一個由0P07D晶片構成的二級運算放大器(U4)，所述二級運算放大器(U4)的輸入端連接至儀表運算放大器(U3)的輸出端；另外，在所述二級運算放大器(U4)的輸入迴路上接入一個阻值可調的增益電阻(R5)，此外，在所述二級運算放大器(U4)的輸出端連接有由兩塊電容(C7，C8)構成的射隨電路濾波器，所述射隨電路濾波器的輸出端作為該通信模塊的輸出端。
專利摘要一種微控制處理器串口通信模塊。主要解決現有用於井下微控制處理器中的串口通信模塊在處理模擬信號時存在放大失真和濾波後高次諧波過於嚴重的問題。其特徵在於所述模塊還包括一個由OP07D晶片構成的二級運算放大器(U4)，二級運算放大器(U4)的輸入端連接至儀表運算放大器(U3)的輸出端；另外，在二級運算放大器(U4)的輸入迴路上接入一個阻值可調的增益電阻(R5)，此外，在二級運算放大器(U4)的輸出端連接有由兩塊電容(C7，C8)構成的射隨電路濾波器，所述射隨電路濾波器的輸出端作為該通信模塊的輸出端。該種微控制處理器串口通信模塊具有高精度、低噪聲的特點，並且對環境變化有補償作用，非常適用於井下特殊環境中對數據的傳送。
文檔編號E21B47/12GK202280457SQ201120437809
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者席桂清, 楊立, 田芳明 申請人:黑龍江八一農墾大學