CN102866351A - 一种开关状态检测电路 - Google Patents

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Abstract

一种开关状态检测电路，属于状态检测电路，解决现有单片机使用I/O口不能同时检测低速开关接电源、接地和悬空三种状态的问题以及使用CPU的A/D口检测低速开关时，资源有限的问题。本发明中，时钟发生模块产生周期性触发信号，分别送到方波发生模块和判断模块；方波发生模块产生周期性翻转的高、低电平，送到电平转换电路，电平转换电路进行电平转换后的电信号，送到驱动电路进行电压和电流放大，驱动电路输出通过N个依次串联的第一、第二限流电阻连接N个模数转换模块，N个模数转换模块输出数字量，送到判断模块进行判断。本发明只使用CPU的I/O口，不用A/D口，可以检测出开关的高/低/悬空三种状态，适用于检测开关频率为100Hz及以下的低速开关。

Description

一种开关状态检测电路
技术领域
本发明属于状态检测电路，特别涉及一种开关状态检测电路，用于检测低速开关的开关状态。
背景技术
目前，使用单片机对低速开关的开关状态进行检测，常见有下面四种：(1)如图1所示，使用CPU的I/O口P0，对接地的低速开关进行检测，只能检测出开关的接地和悬空两种状态，不能检测出接电源状态。(2)如图2所示，使用CPU的I/O口，对接电源VCC的低速开关进行检测，只能检测出低速开关的接电源和悬空两种状态，不能检测接地状态。(3)如图3所示，使用CPU的I/O口，低速开关的动触点在电源VCC和接地之间切换，能够检测出低速开关的接电源和接地两种状态，但不能检测出悬空状态。(4)如图4所示，使用CPU的模数转换口AD0，低速开关的动触点在电源VCC和接地之间切换，可检测出低速开关的接电源、接地和悬空三种状态，但CPU的A/D口资源有限。所述低速开关，是指开关频率为100Hz及以下的开关。
发明内容
本发明提供一种开关状态检测电路，解决现有单片机使用I/O口不能同时检测低速开关接电源、接地和悬空三种状态的问题以及使用CPU的A/D口检测低速开关时，资源有限的问题。
本发明的一种开关状态检测电路，包括时钟发生模块、方波发生模块、电平转换电路、驱动电路、模数转换模块和判断模块，其特征在于：
所述时钟发生模块产生周期性触发信号，分别送到方波发生模块和判断模块；
所述方波发生模块受周期性触发信号触发，产生周期性翻转的高、低电平，送到电平转换电路，电平转换电路进行电平转换后的电信号，送到驱动电路进行电压和电流放大，驱动电路输出同时送给N个依次串联的第一、第二限流电阻，N个第一、第二限流电阻连接点分别与N个被测开关输出点连接；N个第二限流电阻另一端分别连接N个模数转换模块，N个模数转换模块输出数字量，送到判断模块；N＝1～50；
所述判断模块分别对N个模数转换模块输出的数字量进行判断：判断是否当前数字量不等于上次数字量，是则判定被测开关悬空，否则再判断当前数字量是否为0，是则判定被测开关接地，否则判定被测开关接电源；当前数字量、上次数字量与周期性触发信号同步。
所述的开关状态检测电路，其特征在于：
所述时钟发生模块采用CPU中的晶振电路，所述方波产生模块、模数转换模块和判断模块均加载于CPU中，方波产生模块由CPU的输出口实现，模数转换模块由CPU的输入口实现。
本发明只使用CPU的输出口和输入口(I/O口)，不用A/D口，可以检测出开关的高/低/悬空三种状态，解决现有单片机使用I/O口不能同时检测低速开关接电源、接地和悬空三种状态的问题以及使用CPU的A/D口检测低速开关时，资源有限的问题，适用于检测开关频率为100Hz及以下的低速开关。
附图说明
图1(A)为现有第一种检测电路；使用CPU的I/O口，对接地的开关进行检测，
图1(B)为现有第一种检测电路判断流程示意图；
图2(A)为现有第二种检测电路；使用CPU的I/O口，对接电源的开关进行检测，
图2(B)为现有第二种检测电路判断流程示意图；
图3(A)为现有第三种检测电路；使用CPU的I/O口，开关为接电源/接地开关，
图3(B)为现有第三种检测电路判断流程示意图；
图4(A)为现有第四种检测电路；使用CPU的A/D口，开关为接电源/接地开关，
图4(B)为现有第四种检测电路判断流程示意图；
图5为本发明原理示意图；
图6为本发明实施例组成示意图；
图7为判断模块流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图5所示，本发明包括时钟发生模块、方波发生模块、电平转换电路、驱动电路、模数转换模块和判断模块；所述时钟发生模块产生周期性触发信号，分别送到方波发生模块和判断模块；
所述方波发生模块受周期性触发信号触发，产生周期性翻转的高、低电平，送到电平转换电路，电平转换电路进行电平转换后的电信号，送到驱动电路进行电压和电流放大，驱动电路输出同时送给2个依次串联的第一限流电阻R1、第二限流电阻R2，2个第一、第二限流电阻连接点分别与第一被测开关S1及第二被测开关S2的输出点连接；2个第二限流电阻R2另一端分别连接2个模数转换模块，2个模数转换模块输出数字量，送到判断模块；
所述判断模块分别对2个模数转换模块输出的数字量进行判断：判断是否当前数字量不等于上次数字量，是则判定被测开关悬空，否则再判断当前数字量是否为0，是则判定被测开关接地，否则判定被测开关接电源；当前数字量、上次数字量与周期性触发信号同步。
如图6所示，本发明实施例包括时钟发生模块、方波发生模块、电平转换电路、模数转换模块和判断模块，所述时钟发生模块产生周期性触发信号，分别送到方波发生模块和判断模块；
所述方波发生模块受周期性触发信号触发，产生周期性翻转的高、低电平，送到电平转换电路，电平转换电路进行电平转换后的电信号，送到驱动电路进行电压和电流放大，驱动电路输出同时送给2个依次串联的第一限流电阻R1、第二限流电阻R2，2个第一、第二限流电阻连接点分别与第一被测开关S1及第二被测开关S2的输出点连接；2个第二限流电阻R2另一端分别连接2个模数转换模块，2个模数转换模块输出数字量，送到判断模块；
本实施例中，单片机的晶振电路构成时钟发生模块，采用单片机内的I/O口P0作为方波发生模块，在A点输出周期为占空比为50％的TTL方波；从A点到B点之间的电路构成电平转换电路，从B点到C点之间的电路构成驱动电路，单片机的I/O口P1、I/O口P2构成2个模数转换模块，判断模块加载在单片机内。
根据电路电源，当A点的电压为高(对应的TTL为高)时→三极管T1导通→B点电压为低→三极管T2截止/T3导通→C点电压为低；相反，当A点的电压为低(对应的TTL为低)时→三极管T1截止→B点电压为高→三极管T2导通/T3截止→C点电压为高；这样在C点就产生了和A点等频率、等占空比、反相位的方波。
如图7所示，判断模块分别对N个模数转换模块输出的数字量进行判断：判断是否当前数字量不等于上次数字量，是则判定被测开关悬空，否则再判断当前数字量是否为0，是则判定被测开关接地，否则判定被测开关接电源；当前数字量、上次数字量与周期性触发信号同步。

Claims (2)

1.一种开关状态检测电路，包括时钟发生模块、方波发生模块、电平转换电路、驱动电路、模数转换模块和判断模块，其特征在于：
所述时钟发生模块产生周期性触发信号，分别送到方波发生模块和判断模块；
所述方波发生模块受周期性触发信号触发，产生周期性翻转的高、低电平，送到电平转换电路，电平转换电路进行电平转换后的电信号，送到驱动电路进行电压和电流放大，驱动电路输出同时送给N个依次串联的第一、第二限流电阻，N个第一、第二限流电阻连接点分别与N个被测开关输出点连接；N个第二限流电阻另一端分别连接N个模数转换模块，N个模数转换模块输出数字量，送到判断模块；N＝1～50；
所述判断模块分别对N个模数转换模块输出的数字量进行判断：判断是否当前数字量不等于上次数字量，是则判定被测开关悬空，否则再判断当前数字量是否为0，是则判定被测开关接地，否则判定被测开关接电源；当前数字量、上次数字量与周期性触发信号同步。
2.如权利要求1所述的开关状态检测电路，其特征在于：
所述时钟发生模块采用CPU中的晶振电路，所述方波产生模块、模数转换模块和判断模块均加载于CPU中，方波产生模块由CPU的输出口实现，模数转换模块由CPU的输入口实现。
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