CN104914376A - 一种数字量电路状态检测电路和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数字量电路状态检测电路和方法，属于电子技术领域。该电路包括：数字量状态检测处理模块、控制器和状态指示通讯模块，其中检测处理模块包括保护电路、分压电路、钳位电路。电路对被检测的三种数字状态信号进行电压转换，并送入控制器AD采样接口，之后将被采集到的信号与控制器预设的标定值比较，最后判断出数字量电路的三态并显示出来。在扩展的基础上可实现电路的自检测和对被测电路的故障定位与报警指示，不需要人为手动检查线路来确认电路的连接情况。从而使得检测更便捷、更高效，故障定位更迅速、更准确。本发明有效地解决了传统数字量电路状态检测的效率低下和难以将故障隔离定位的技术问题，提高了电路检测的可靠性。

Description

一种数字量电路状态检测电路和方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种数字量电路状态检测电路和方法。

背景技术

传统的数字量电路通常都是通过若干路分支电阻网络处理后送入到控制器的数字量采样端口，由控制器内部预设程序来识别各支路数字量状态。电路的接口数量决定了电阻网络的分支数。在实际应用中，经常会出现外部接线错误或线路未接通的情况，此时调试员通过检测设备对线路检查的过程会异常麻烦，尤其是在走线环境较差的情况下会极大的增加人工的调试难度，并且由于线路复杂时涉及多个不同的检测设备，电路的不便于检测和线缆的频繁更换连接会使调试难度更高，极大地降低检测效益。

因此，有必要在数字量电路状态检测装置中实现对数字量电路输入三态信号快速检测，最好可以附带对检测电路实现自检功能和将故障隔离到电路内部或连接线缆的故障区分功能，而这样的技术问题目前并没有好的解决方案。

发明内容

为了解决现有方法存在的数字量电路状态检测不方便和无法将故障隔离定位的技术问题，本发明提供了一种数字量电路状态检测电路及方法，解决上述技术问题的具体技术方案如下：

本发明提供了一种数字量电路状态检测电路，该电路包括：数字量状态检测处理模块、控制器和状态指示通讯模块。所述数字量状态检测处理模块包括保护电路、分压电路、钳位电路，保护电路起到对检测电路输入端的电压保护作用。分压电路用于对数字量三态进行电压转换，得到相对应的电压值。钳位电路是对分压电路得到的信号进行钳位保护、并送入控制器的AD采样接口进行采集。AD采样接口将采集到的信号经过与控制器预设的标定值比较,后输出数字量电路的输出状态指示信息。所述状态指示通讯模块可实现串口通讯和CAN总线通讯的硬件基础，供传输状态指示信息给扩展的显示设备指示给检测人员或使用人员。

作为上述数字量电路状态检测电路的改进，所述电路还可以通过并联两路相同的数字量状态检测电路，构成具有自检测功能的数字量电路状态检测电路，两个支路将各自采集到的处理后的信号分别送入到控制***和辅助***的AD采样端口，通过对辅助***采集到的信号与控制***采集到的信号进行比较，来判断控制***采集到的信号是否正确，从而实现检测电路的自检功能。

作为上述数字量电路状态检测电路的改进，扩展***状态指示设备后，所述电路可以将检测的状态指示结果通过串口通讯传送给上位机显示，也可以通过CAN总线通讯传送给仪表显示盘显示。

另外，本发明还提供了一种数字量电路状态检测方法，该方法的主要思想是通过数字量状态检测处理模块将数字量“模拟化”，具体是将数字量进行电压转换，得到不同电压范围的3个电压值，然后通过控制器AD采样接口采集这些信号并与预设的标定值比较，从而判断数字量电路的三态，同时可以将结果指示在***扩展设备上。

与现有技术相比，本发明提供的数字量电路状态检测电路和方法可广泛应用到数字量电路状态检测中，通过简单的电路结构和操作步骤实现了数字量电路状态的便捷检测和电路故障的快速、准确隔离定位，有效地解决了传统数字量电路状态检测的效率低下和难以将故障隔离定位的技术问题。而且在增加了少量的状态指示通讯电路和***指示设备成本基础上，完善了电路检测的功能，提高了电路检测的可靠性。此外保护电路和钳位电路有效地起到了对数字量电路和检测电路的保护作用。

附图说明

图1是本发明数字量电路状态检测电路结构框图。

图2是本发明数字量电路状态检测电路原理图。

图3是本发明数字量电路故障自检测结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合附图及实施例对本发明实施方式作进一步地详细描述。需要说明的是，此处所描述的具体实施例仅仅用以帮助理解本发明，并不构成对本发明的限定。

如图1所示，本发明提供了一种数字量电路状态检测电路，该电路应用于新能源汽车的整车控制器上，包括：数字量状态检测处理模块、控制器和状态指示通讯模块。数字量状态检测处理模块起到连接数字量信号、进行电平转换并提供钳位保护的作用，控制器使用型号为SPC5634MMLQ80的单片机，其AD采样接口将采集到的信号经过与控制器预设的标定值比较后输出数字量电路的输出状态指示信息。状态指示通讯模块可将电路检测结果通过串口通讯传送给上位机显示，也可以通过CAN总线通讯传送给仪表显示盘显示。

如图2所示，数字量状态检测处理模块包括：保护电路、分压电路、钳位电路、AD采样接口电路和状态指示通讯电路。所述分压电路用于对数字量三态进行电压转换，得到相对应的电压值，所述钳位电路是对分压电路得到的信号进行钳位保护，并送入单片机AD采样接口，将采集到的信号与单片机预设的标定值比较后输出数字量电路的输出状态指示信息，所述状态指示通讯电路可实现串口通讯和CAN总线通讯的硬件基础。在该应用中，二极管1、6组成保护电路，通过电阻2、4、5进行分压，再用稳压二极管3进行钳位，从而保证将有效的电平信号送入单片机的AD口进行采样，与标定值进行比较从而判断出此时数字电路的三态。

单片机将处理后的信息可以通过串口在上位机中显示，从而方便调试时的电路连接检测，极大的方便了电路故障的排查难度；同时，也可以通过CAN总线将信息反馈到仪表显示盘中显示。不管哪种方式，都能够实时的显示数字电路的工作状态。

如图3所示，通过两路相同的由数字量状态检测处理模块1和模块2组成的数字电路状态检测支路采集同一数字电路的输出信号分别送入主控制器单片机和辅助控制器单片机的AD口进行采样，与标定值进行比较，从而各自判断出此时被测对象输出的三态。辅助控制器通过SPI通讯将检测到的状态结果发送给主控制器单片机，比较后若两者一致则说明检测电路正常工作，若不一致则可自检出是电路的内部故障还是外部线路故障。同时主控制器可以将该信息记录下来并且可选择性地在上位机或仪表显示盘上显示，起到故障报警作用，从而更加方便检修员检修和保证驾驶员的安全驾驶。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种数字量电路状态检测电路，其特征在于，该电路包括：数字量状态检测处理模块、控制器和状态指示通讯模块。

2.根据权利要求1所述的数字量电路状态检测电路，其特征在于，所述数字量状态检测处理模块包括保护电路、分压电路、钳位电路；

保护电路起到对检测电路输入端的电压保护作用；

分压电路用于对数字量三态进行电压转换，得到相对应的电压值；

钳位电路是对分压电路得到的信号进行钳位保护、并送入控制器的AD采样接口进行采集。

3.根据权利要求1所述的数字量电路状态检测电路，其特征在于，所述控制器使用包含AD采样接口的单片机或其它控制芯片均可。

4.根据权利要求3所述的数字量电路状态检测电路，其特征在于，所述AD采样接口将采集到的信号经过与控制器预设的标定值比较后输出数字量电路的输出状态指示信息。

5.根据权利要求1所述的数字量电路状态检测电路，其特征在于，所述状态指示通讯模块可将电路检测结果通过串口通讯传送给上位机显示，也可以通过CAN总线通讯传送给仪表显示盘显示。

6.根据权利要求1所述的一种数字量电路状态检测电路，其特征在于，所述电路还可以通过并联两路相同的数字量状态检测电路，构成具有自检测功能的数字量电路状态检测电路，两个支路将各自采集到的处理后的信号分别送入到主控制器和辅助控制器的AD采样端口，通过对辅助控制器采集的信号与主控制器采集的信号进行比较，来判断电路采集到的信号是否正确，从而实现检测电路的自检功能。

7.利用权利要求1所述的数字量电路状态检测电路测试数字量状态的方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：

步骤一、将输入信号连接至数字量状态检测处理模块；

步骤二、将数字量输入信号“模拟化”；

具体是将数字量进行电压转换，得到不同电压范围的3个电压值；

步骤三、由控制器的AD采样接口采集待检测信号；

步骤四、将待检测信号与标定值比较来判断数字量电路的三态；

步骤五、检测结果可显示在***扩展设备上。