專利名稱：新型濾波器編程器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可編程濾波器 的編程裝置。
技術(shù)背景 MAXIM公司生產(chǎn)的可編程開關(guān)電容濾波器MAX260、 MAX261、 MAX262 性能好，性價(jià)比高，可以實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波器，而且截止頻率 (中心頻率)和Q值等參數(shù)都可編程。它們?cè)谛盘?hào)檢測(cè)、信號(hào)處理、工業(yè)控制、 科學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
目前，公知的編程器所支持的芯片都有一定限制，國內(nèi)支持可編程濾波器 的編程器還未曾出現(xiàn)，對(duì)可編程濾波器的編程都是通過設(shè)計(jì)具體的編程電路由 單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的，即用到可編程濾波器的電路或系統(tǒng)都要設(shè)計(jì)相應(yīng)的編程電 路，通過編程達(dá)到要求的功能。而且這種途徑在用到可編程濾波器時(shí)，由于不 同型號(hào)的可編程濾波器的管腳不同，因此所需要的編程電路也不相同。MAX260、 MAX261、 MAX262的引腳就不兼容，因此所需要的編程電路也不相同，提高了系 統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和成本。此外，該濾波器的編程較復(fù)雜，非工程技術(shù)人員難以 使用。到目前為止，沒有一種通用的、能夠?qū)ι鲜鋈N濾波器進(jìn)行編程的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種通用的、能夠?qū)AXIM公司生產(chǎn) 的可編程開關(guān)電容濾波器MAX260、 MAX261、 MAX262進(jìn)行編程的新型濾波器編程 器，以克服對(duì)三種不同濾波器芯片編程時(shí)均要設(shè)計(jì)相應(yīng)編程電路的不足。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是
一種新型濾波器編程器，其特征在于它包括LED驅(qū)動(dòng)與顯示電路、USB供 電與通信電路、主控電路、可控開關(guān)陣列電路、待編程濾波器芯片和電壓轉(zhuǎn)換 電路，其中主控電路分別與LED驅(qū)動(dòng)與顯示電路、USB供電與通信電路和可控
開關(guān)陣列電路連接；待編程濾波器芯片分別與可控開關(guān)陣列電路和電壓轉(zhuǎn)換電路連接。
所述主控電路還與鍵盤接口電路連接。
所述主控電路與待編程濾波器芯片之間還連接有校驗(yàn)電路。
本實(shí)用新型提供的上述新型濾波器編程器，由于采用了可控開關(guān)陣列電路，
可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同型號(hào)可編程開關(guān)電容濾波器MAX260、 MAX261和MAX262的編程， 主控電路通過控制可控開關(guān)陣列電路來解決濾波器引腳不兼容的問題。由于該 濾波器編程器還設(shè)有校驗(yàn)電路，設(shè)計(jì)了對(duì)已經(jīng)編程的濾波器進(jìn)行校驗(yàn)的接口， 主控電路可以產(chǎn)生濾波器所需要的可變化的掃描時(shí)鐘，通過外接信號(hào)源和示波 器，就可以觀察濾波器的頻率特性，對(duì)編程結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)。由于還設(shè)置了鍵盤 接口電路，除了用PC機(jī)通過串口或者USB接口編程外，還可以通過鍵盤輸入編 程，以適應(yīng)不同編程場(chǎng)合的需要。該編程器實(shí)用方便，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
圖2是本實(shí)用新型的電壓轉(zhuǎn)換電路示意圖 圖3是本實(shí)用新型的可控開關(guān)陣列電路示意圖 圖4是本實(shí)用新型的校驗(yàn)電路示意圖 圖5是本實(shí)用新型的程序流程圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明
圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，本實(shí)用新型提供的濾波 器編程器的實(shí)施例中，包括LED驅(qū)動(dòng)與顯示電路1、鍵盤接口電路2、串口通信 電路3、 USB供電與通信電路4、主控電路5、校驗(yàn)電路6、可控開關(guān)陣列電路7、 待編程濾波器芯片8和電壓轉(zhuǎn)換電路9，其中主控電路5分別與LED驅(qū)動(dòng)顯示 電路l、鍵盤接口電路2、串口通信電路3、 USB供電與通信電路4、校驗(yàn)電路6 和可控開關(guān)陣列電路7連接；待編程濾波器芯片8分別與校驗(yàn)電路6、可控開關(guān)陣列電路7和電壓轉(zhuǎn)換電路9連接，待編程濾波器芯片8的插拔采用鎖緊插座。 需要說明的是上述鍵盤接口電路2是考慮到不同編程場(chǎng)合的需要增設(shè)的；串 口通信電路3在外接電源的情況下，與USB供電與通信電路4是等效的；校驗(yàn)
電路6是對(duì)編程結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)的。為節(jié)省成本，上述鍵盤接口電路2、串口通信 電路3、校驗(yàn)電路6也可以省略。
該濾波器編程器中的LED驅(qū)動(dòng)與顯示電路1、鍵盤接口電路2、串口通信電 路3和USB供電與通信電路4為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。 一般情況 下，主控電路5為單片機(jī)，本實(shí)施例中，主控電路5采用89C52單片機(jī)。LED顯 示是通過單片機(jī)控制MAX7219驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。鍵盤采用4*4矩陣鍵盤，通過74LS21 四輸入與門接入單片機(jī)的外部中斷口，采用中斷方式編程以提高單片機(jī)的響應(yīng) 速度，減少系統(tǒng)資源的消耗。串口通信采用MAX232實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和單片機(jī)之間的 電平轉(zhuǎn)換。USB供電與通信電路4提供PC機(jī)與USB通信的USB接口，并從接口 導(dǎo)出5V電源供其余電路工作；USB通信電路采用USB接口器件PDIUSB12D，該芯 片符合USB1. 1規(guī)范，具有12Mbit/s的全速USB通信功能，有8位并行接口， 方便單片機(jī)控制。本實(shí)用新型也可采用外接電源供電的方式。
圖2為本實(shí)用新型的電壓轉(zhuǎn)換電路圖。本實(shí)用新型提供的編程器采用5V單 電源供電，但濾波器需要雙電源供電，故電壓轉(zhuǎn)換芯片S2采用ICL7660S，實(shí)現(xiàn) +5V到-5V的電壓轉(zhuǎn)換，提供濾波器所需要的雙電源。ICL7660S芯片可實(shí)現(xiàn) +1. 5V +12V到-l. 5V -12V的電壓轉(zhuǎn)換。其引腳連接如下
(1) 3、 8腳是其電源腳，3腳接地，8腳接在VCC信號(hào)上。
(2) 1腳是用來提升開關(guān)頻率的，7腳是振蕩信號(hào)輸出，此處不用，故懸空。
(3) 2腳通過一個(gè)10uF的極性電容C8接到4腳上，其中極性電容C8的 正極接到2腳上，負(fù)極接到4腳上。(4) 6腳在輸入電壓小于3.5V時(shí)需接地。此處輸入為5V，故該腳懸空。
(5) 5腳為轉(zhuǎn)換后的-5V電壓輸出端，通過一個(gè)10 u F的極性電容C9接地。 圖3所示為可控開關(guān)陣列電路圖。單片機(jī)通過控制兩個(gè)四雙向模擬開關(guān)J5、
J6來選通待編程濾波器芯片進(jìn)行編程，四雙向模擬開關(guān)選用CD4066B。其中 單片機(jī)的P0 口用來選通可編程濾波器的型號(hào)，P2 口和可編程濾波器的地址端、 數(shù)據(jù)端和寫信號(hào)端相連接；通過PC機(jī)或者鍵盤輸入濾波器的型號(hào)、編程參數(shù)等， 單片機(jī)經(jīng)過內(nèi)部的算法，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的編程信號(hào)，再經(jīng)過編程接口將信號(hào)正確的 傳送到濾波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)可編程濾波器的編程。具體連接如下
(1) 濾波器型號(hào)選擇的連接MAX260、 MAX261和MAX262這三款芯片中， MAX261和MAX262的引腳定義一致，但與MAX260存在較大差異。它們?cè)谪?fù)電源 端、模擬地端、振蕩器輸出端、高通/陷波/全通輸出端、寫允許輸入端、編程 數(shù)據(jù)單元的地址輸入端和編程數(shù)據(jù)輸入端的引腳位置都不一致。故采用可控的 四雙向模擬開關(guān)J5、 J6來實(shí)現(xiàn)不同芯片的選擇。
四雙向模擬開關(guān)J5、 J6的第5、 6、 12、 13腳為其四路雙向開關(guān)A、 B、 C、 D的控制端，將每片CD4066B的這四個(gè)引腳連在一起，記為C0N260和C0N261， 分別作為濾波器MAX260和MAX261/262選通端。單片機(jī)的PO. 2和PO. 3 口通過 兩個(gè)300歐姆的上拉電阻Rsl2和Rsl3分別接到兩個(gè)四雙向模擬開關(guān)J5、 J6的 C0N260、 C0N261端。單片機(jī)通過在P0. 2和P0. 3 口輸出高低電平來控制四雙向 模擬開關(guān)J5、 J6的選通與否高電平選通，低電平截止。
(2) /。和Q輸入數(shù)據(jù)單元的地址輸入端的連接濾波器的/。、 g和方式選 擇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中，存儲(chǔ)器內(nèi)容通過寫入由A0 A3選中的地址來 更新。本實(shí)用新型所涉及的三種濾波器的A1端(13腳)、A2端(10腳)、A3端
(7腳)的引腳定義是一致的，所以直接將它們接入單片機(jī)的P2. 3、 P2. 4和P2. 5 即可；但A0端則不一致，MAX260的A0端為15腳，MAX261/262為14腳，所以要通過四雙向模擬開關(guān)J5、 J6進(jìn)行選擇。單片機(jī)的P2.2 口接入四雙向模擬開 關(guān)J5、 J6的ll腳(D路開關(guān)-IN)，四雙向模擬開關(guān)J5、 J6的10腳(D路開關(guān) -OUT)分別接入待編程濾波器芯片U101的15、 14腳，這樣即可通過單片機(jī)控 制四雙向模擬開關(guān)J5、 J6的選通來選擇相應(yīng)型號(hào)的濾波器芯片編程了。
(3) /。和2編程數(shù)據(jù)輸入端的連接濾波器的編程數(shù)據(jù)輸入端為D0和D1， Dl的引腳定義是一致的，都為6腳，故直接將濾波器的6腳接入單片機(jī)的P2. 1 口； DO則不一樣，MAX260為20腳，MAX261/262為19腳，此處通過單片機(jī)的 P0. 0和P0. 4 口來分別控制，P0. 0 口接待編程濾波器芯片U101的20腳，作為 MAX260的D0輸入端；P0. 4 口接待編程濾波器芯片U101的19腳，作為MAX261/262 的D0輸入端。
(4) 寫允許輸入端的連接MAX260的寫允許輸入端為16腳，MAX261/262 為15腳。單片機(jī)的P2. 7 口接入四雙向模擬開關(guān)J5、 J6的8腳(C路開關(guān)-IN)， J5、 J6的9腳(C路開關(guān)-OUT)分別接入待編程濾波器芯片U101的16、 15腳。
(5) 負(fù)電源端的連接MAX260的負(fù)電源端為17腳，MAX261/262為16腳。 將圖2中電壓轉(zhuǎn)換芯片7660轉(zhuǎn)換后的-5V電壓輸出(5腳)接入四雙向模擬開 關(guān)J5、 J6的4腳(B路開關(guān)-IN)， J5、 J6的3腳(B路開關(guān)-OUT)分別接入待 編程濾波器芯片U101的17、 16腳。
(6) 模擬地端的連接MAX260的模擬地端為18腳，MAX261/262為17腳。 將系統(tǒng)中的模擬地接入四雙向模擬開關(guān)J5、 J6的l腳(A路開關(guān)-IN)， J5、 J6 的2腳(A路開關(guān)-OUT)分別接入待編程濾波器芯片U101的18、 17腳。
(7) 四雙向模擬開關(guān)CD4066B采用雙電源供電，7腳和14腳是其電源腳， 其中7腳接-5V, 14腳接VCC信號(hào)。
(8) 待編程濾波器芯片的9腳為電源端，9腳接到VCC信號(hào)后經(jīng)過一個(gè)0. 1 y F的極性電容C15接系統(tǒng)地GND。綜合上述(2)、 (4)、 (5)和(6)，四雙向模擬開關(guān)J5、 J6的四個(gè)雙向開 關(guān)的輸入端分別接入GND、 V-、WR、 A0信號(hào)；四雙向模擬開關(guān)J5用來選通MAX260， 其四個(gè)雙向開關(guān)的輸出端分別接到MAX260的18 (GND)、 17 (V-)、 16 (WR)、 15
(AO)腳；J6用來選通MAX261/262，其四個(gè)雙向開關(guān)的輸出端分別接到 MAX261/262的17 (GND)、 16 (V-)、 15 (WR)、 14 (AO)腳。
圖4所示為本實(shí)用新型的校驗(yàn)電路圖。本實(shí)用新型還設(shè)計(jì)了對(duì)已經(jīng)編程的 濾波器進(jìn)行校驗(yàn)的接口，單片機(jī)可以產(chǎn)生濾波器所需要的可變化的掃描時(shí)鐘， 外接信號(hào)源和示波器，就可以觀察濾波器的頻率特性。參見圖4， CON8為預(yù)留 的校驗(yàn)端口。 CON8的1 6腳和8腳分別接待校驗(yàn)濾波器U101的5、 3、 1、 24、 23、 22、 21腳；CON8的7腳接待校驗(yàn)濾波器U101的11、 12腳，作為待校驗(yàn) 濾波器的時(shí)鐘輸入。對(duì)于已編好程序的濾波器，單片機(jī)產(chǎn)生可變化的脈沖，接 入待校驗(yàn)濾波器UIOI的11 (CLKA)、 12 (CLKB)腳，信號(hào)源接入待校驗(yàn)濾波 器U101的5腳(INA)或者23腳(INB)，示波器接在待校驗(yàn)濾波器U101的 輸出端，其中1腳和21腳為帶通輸出，3腳和14腳(MAX260)或者20腳
(MAX261/262)為高通輸出，22腳和24腳為低通輸出。如此，即可對(duì)編程結(jié) 果進(jìn)行校驗(yàn)。
圖5所示為本實(shí)用新型編程器的程序流程圖。系統(tǒng)上電，完成對(duì)各部件的 初始化以后，由PC機(jī)或者鍵盤輸入選擇待編程的濾波器芯片類型；之后再由PC 機(jī)或者鍵盤輸入待編程參數(shù)，啟動(dòng)編程，此時(shí)LED顯示編程數(shù)據(jù)，直到編程結(jié) 束。編程語言可采用匯編、C語言或其他高級(jí)語言。
權(quán)利要求1、一種新型濾波器編程器，其特征在于它包括LED驅(qū)動(dòng)與顯示電路、USB供電與通信電路、主控電路、可控開關(guān)陣列電路、待編程濾波器芯片和電壓轉(zhuǎn)換電路，其中主控電路分別與LED驅(qū)動(dòng)與顯示電路、USB供電與通信電路和可控開關(guān)陣列電路連接；待編程濾波器芯片分別與可控開關(guān)陣列電路和電壓轉(zhuǎn)換電路連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型濾波器編程器，其特征在于所述主控電路 與待編程濾波器芯片之間還連接有校驗(yàn)電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型濾波器編程器，其特征在于所述主控 電路還與鍵盤接口電路連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型濾波器編程器，其特征在于所述USB供電與通信電路可由串口通信電路和外接電源代替。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型濾波器編程器，其特征在于所述USB供電 與通信電路中的USB接口器件選用PDIUSB12D實(shí)現(xiàn)主控電路與PC機(jī)的通信。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型濾波器編程器，其特征在于所述的可控開 關(guān)陣列電路是通過主控電路控制兩個(gè)四雙向模擬開關(guān)(J5、 J6)來實(shí)現(xiàn)的，四 雙向模擬開關(guān)選用CD4066B;將兩個(gè)四雙向模擬開關(guān)(J5、 J6)的四個(gè)雙向開關(guān)(A、 B、 C、 D)控制端的第5、 6、 12和13腳接在一起，接入主控電路的P0 口， 通過主控電路輸出高低電平來選通所需的待編程濾波器芯片；四雙向模擬開關(guān)(J5、 J6)的四個(gè)雙向開關(guān)的輸入端分別接入GND、 V-、 WR和AO信號(hào)；四雙向 模擬開關(guān)(J5)用來選通MAX260，其四個(gè)雙向開關(guān)的輸出端分別接到MAX260的 第18、 17、 16和15腳；四雙向模擬開關(guān)(J6)用來選通MAX261/262，其四個(gè) 雙向開關(guān)的輸出端分別接到MAX261/262的第17、 16、 15和14腳。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型濾波器編程器，其特征在于所述的校驗(yàn)電路中C0N8為預(yù)留的校驗(yàn)端口， C0N8的第1 6腳和第8腳分別接待校驗(yàn)濾波器 U101的第5、 3、 1、 24、 23、 22和21腳；C0N8的第7腳接待校驗(yàn)濾波器U101 的第11腳和第12腳，作為待校驗(yàn)濾波器的時(shí)鐘輸入，主控電路產(chǎn)生可變化的 脈沖，接入待校驗(yàn)濾波器U101的第11腳和第12腳，信號(hào)源接入待校驗(yàn)濾波器 U101的第5腳或第23腳，示波器接在待校驗(yàn)濾波器U101的輸出端。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型濾波器編程器，其特征在于所述的電壓轉(zhuǎn) 換電路通過電壓轉(zhuǎn)換芯片ICL7660S來實(shí)現(xiàn)+5V到-5V的電壓轉(zhuǎn)換。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種新型濾波器編程器，其特征在于它包括LED驅(qū)動(dòng)與顯示電路、USB供電與通信電路、主控電路、可控開關(guān)陣列電路、待編程濾波器芯片和電壓轉(zhuǎn)換電路，其中主控電路分別與LED驅(qū)動(dòng)與顯示電路、USB供電與通信電路和可控開關(guān)陣列電路連接；待編程濾波器芯片分別與可控開關(guān)陣列電路和電壓轉(zhuǎn)換電路連接。該編程器能夠?qū)Σ煌吞?hào)可編程開關(guān)電容濾波器MAX260、MAX261和MAX262進(jìn)行編程，由主控電路通過控制可控開關(guān)陣列電路來解決濾波器引腳不兼容的問題。另外，還設(shè)有校驗(yàn)電路，可對(duì)編程結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)。該編程器實(shí)用方便，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
文檔編號(hào)H03H17/00GK201303315SQ20082018139
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者宋曉娟, 丹 趙, 杰 鄭, 馬智峰, 馬勝前 申請(qǐng)人:西北師范大學(xué)