用于改进电子电路中的信号通信的装置及相关方法制造方法及图纸

用于改进电子电路中的信号通信的装置及相关方法。一种装置包括微控制器单元(MCU)。该MCU包括耦合到MCU输入端的缓冲器和模拟比较器。该MCU适于选择性地确定从缓冲器的输出信号或从模拟比较器的输出信号施加到MCU输入端的数字信号的逻辑值。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用该专利申请是2012年12月30日提交的美国专利申请13/731,080的部分继续申请(CIP)，其要求2012年6月30日提交的美国临时专利申请61/666,837的优先权。前述申请通过引用整体合并于此以用于所有目的。
本专利技术总体涉及电子电路中的信息(如信号)通信，并且更具体地涉及用于改进具有不同水平和/或存在噪声的信号通信的装置及相关方法。
技术介绍
数字电子产品已经扩散到了以前使用模拟信号通信的应用领域。例如，不是传送来自换能器的模拟信号，设计者有时将该信号数字化，并将得到的数字信号传送到另一电路，例如处理器、微控制器单元(MCU)等。类似地，不是用模拟信号驱动换能器，人们可以在某些情况下使用数字信号。根据需要，换能器中的电子电路处理和使用数字信号。数字信号通信的激增也引起了一些考虑因素。在单个系统或子系统中的电路或有时甚至在同一系统或子系统中的电路可以使用不同的电源电压。类似地，电路可以使用不同的数字逻辑系列或不同的电压水平。此外，噪声和干扰有时会使得更难以正确地进行数字信号通信。例如，在存在噪声的情况下，数字逻辑1信号可能会受到损坏，从而导致接收电路把它解释为逻辑0信号，或者甚至是不确定的信号。
技术实现思路
本申请描述了用于接收数字信号、传输数字信号和调节这些信号的各种电路和相关方法。根据一个示例性实施例，一种装置包括微控制器单元(MCU)。该MCU包括被耦合到MCU输入端的缓冲器和模拟比较器。该MCU适于选择性地确定从缓冲器的输出信号或从模拟比较器的输出信号施加到MCU输入端的数字信号的逻辑值。在一个优选示例中，缓冲器包括施密特触发器。在一个优选示例中，模拟比较器具有耦合到参考电压的输入端。在一个优选示例中，参考电压具有对应于数字逻辑电平的值。在一个优选示例中，缓冲器的输出端被耦合到多路复用器的第一输入端，模拟比较器的输出端被耦合到多路复用器的第二输入端。在一个优选示例中，多路复用器的输出端适于选择性地提供调制的数字信号。在一个优选示例中，该装置还包括适于提供数字信号到MCU的发射电路，其中发射电路和MCU位于不同的电源域中。根据另一个示例性实施例，一种装置包括MCU。该MCU包括耦合到MCU的输出端的缓冲器和数模转换器(DAC)。该MCU适于选择性地使用缓冲器的输出信号或DAC的输出信号来提供具有规定逻辑值的数字信号到MCU的输出端。在一个优选示例中，DAC的输入端被选择性地耦合到第一寄存器的输出端和第二寄存器的输出端。在一个优选示例中，第一寄存器包括对应于数字逻辑0值的一组比特值。在一个优选示例中，第二寄存器包括对应于数字逻辑1值的一组比特值。在一个优选示例中，DAC的输入端基于数字信号的逻辑值被选择性地耦合到第一寄存器的输出端和第二寄存器的输出端。在一个优选示例中，该装置还包括多路复用器(MUX)，该MUX具有被耦合以分别接收第一和第二寄存器的输出的第一和第二输入端，该MUX还具有被耦合以从MCU中的电路接收数字信号的选择输入端。在一个优选示例中，该装置还包括适于从MCU接收数字信号的接收电路，其中接收电路和MCU位于不同的电源域中。根据又一示例性实施例，一种使用集成电路(IC)进行数字信号通信的方法包括在IC的输入端接收数字信号。该方法还包括用缓冲器处理数字信号，并用模拟比较器或模数转换器(ADC)处理数字信号。该方法进一步包括从缓冲器的输出信号或从模拟比较器或ADC的输出信号选择性地确定数字信号的逻辑值。在一个优选示例中，用缓冲器处理第一数字信号还包括使用施密特触发器。在一个优选示例中，用模拟比较器处理第一数字信号还包括使用具有对应于逻辑值的电平的参考电压。在一个优选示例中，用ADC处理第一数字信号还包括使用幅值比较功能。在一个优选示例中，该方法还包括：使用数模转换器从分别对应于逻辑值0和1的一组输入信号选择性地产生输出信号，第二数字信号具有规定电平；以及将DAC的输出信号作为第二数字信号提供给IC外部的电路。在一个优选示例中，从具有与IC的电源域不同的电源域的电路接收第一数字信号。附图说明附图仅示出了示例性实施例，因此不应被认为是限制其范围。本领域普通技术人员应当理解，公开的概念适合于其他等效的实施例。在附图中，多于一个附图中使用的相同附图标记指代相同、相似或等同的功能、组件或块。图1示出了根据一个示例性实施例用于在集成电路(IC)中接收数字信号的电路结构的框图。图2示出了根据另一示例性实施例用于在IC中接收数字信号的电路结构的框图。图3示出了根据另一示例性实施例用于在IC中通过使用模数转换器(ADC)接收数字信号的电路结构的框图。图4示出了根据一个示例性实施例用于通过IC发送数字信号的电路结构的框图。图5示出了根据另一示例性实施例用于通过IC发送数字信号的电路结构的框图。具体实施方式所公开的概念整体上涉及电子电路中和/或电子电路之间的改进的信号通信，所述电子电路包括系统、组装件、子系统、系统、模块、集成电路(IC)等。更具体地，本专利技术提供了一种用于非理想信号如具有不同的电压电平和/或供电水平的数字信号的通信、存在噪声或干扰的数字信号的通信等的装置和技术。例如，与板外组件进行通信的MCU经常会不得不适应不良形成的数字信号。按钮、轴编码器以及一些其它电路在从一个逻辑电平转换到另一个逻辑电平时可能会产生若干脉冲。在工业环境中使用的MCU往往承受相当大量的电气噪声，尤其是在输入线上，其中大的去耦电容是不切实际的。MCU的数字输入端可以使用期望的协议或设备(例如，12C、UART等)或数字换能器或传感器输出通过路由经过电敌对环境的相对长导体而被耦合到发射设备。这些接口也可能受到发送单元和接收单元之间的地面(例如，共模)差异的困扰。此外，远程设备可能从不同于MCU的电源电压操作，其导致逻辑电平的不匹配。通常，使用电平转换器来调节这些信号。存在用于噪声抑制的一些常规技术。示例包括使用滞后作用、外部或内部模拟低通滤波、硬件数字滤波和软件数字滤波。如在下面详细描述，所公开的概念提供了优于常规方法的优势。使用滞后作用往往需要使用施密特(Schmitt)触发器。例如，通用输入/输出(GPIO)的输入缓冲器可以包含施密特触发器以提供滞后作用，这有助于防止信号上的电压噪声产生多个边沿。但是，利用滞后作用对具有超过滞后窗口的电压偏移的信号没有什么清理作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：微控制器单元即MCU，所述MCU包括耦合到所述MCU的输入端的缓冲器和模拟比较器，其中所述MCU适于选择性地确定从所述缓冲器的输出信号或从所述模拟比较器的输出信号施加到所述MCU的输入端的数字信号的逻辑值。

【技术特征摘要】
2013.03.14 US 13/831,4321.一种装置，包括：微控制器单元即MCU，所述MCU包括耦合到所述MCU的
输入端的缓冲器和模拟比较器，其中所述MCU适于选择性地确定从所述缓冲器的输出
信号或从所述模拟比较器的输出信号施加到所述MCU的输入端的数字信号的逻辑值。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述缓冲器包括施密特触发器。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述模拟比较器具有耦合到参考电压的输入
端。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述参考电压具有对应于数字逻辑电平的值。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述缓冲器的输出端耦合到多路复用器的第
一输入端，并且所述模拟比较器的输出端耦合到所述多路复用器的第二输入端。

【专利技术属性】
技术研发人员：A·L·维斯特维克，
申请(专利权)人：硅实验室公司，
类型：发明
国别省市：美国;US