CN111367214A - 一种带诊断及保护的按键实现电路 - Google Patents

一种带诊断及保护的按键实现电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带诊断及保护的按键实现电路,其特征在于:包括按键、检测模块、内部微处理控制器、电阻、内部保护电路,当内部按键按下被内部微处理控制器识别后,微处理控制器通过发动不同占空比的PWM信号来区分不同按键被按下,并且各个按键存在卡键时,也通过PWM占空比来告知检测模块。本发明公开的带诊断及保护的按键实现电路,有自我识别功能,当电路输出存在短路或者开路状态,能够自我识别该状态,出现问题方便定位问题。

Description

一种带诊断及保护的按键实现电路
技术领域
本发明涉及电子电器技术领域,尤其涉及一种带诊断及保护的按键实现电路。
背景技术
汽车零部件模块中存在各种功能的按键,如空调面板模块、门窗开关等。现有技术中一模块的按键需要被其检测模块所识别,该模块存在十个及十个以上按键时需要接多个插件拼脚将按键信息传到另一个模块,浪费拼脚。电路有时会出现短路情况,有时会正常,无法诊断电路正确状态,容易出现拼接开路耽误电路正常运行或者电路短路导致烧坏电器件的情况。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,本发明所要解决的技术问题在于提出一种带诊断及保护的按键实现电路,解决了现有技术中的问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供的一种带诊断及保护的按键实现电路,其特征在于:包括按键、检测模块、内部微处理控制器、电阻、内部保护电路,当内部按键按下被内部微处理控制器识别后,微处理控制器通过发动不同占空比的PWM信号来区分不同按键被按下,并且各个按键存在卡键时,也通过PWM占空比来告知检测模块。
作为本方案的进一步改进,一模块的按键需要被其检测模块所识别,该模块存在十个及十个以上按键且有微处理器时,按键检测电路通过内部采集识别按键及卡键状态的识别,微处理控制器MCU识别及处理后,将带按键信息(脉冲宽度调制PWM)通过接插件拼脚输出给另一个模块进行识别。
作为本方案的进一步改进,按键实现电路能实现内部诊断及短路保护功能,当输出拼脚开路、对电源短路或者对地短路时,内部诊断通过电阻分压来识别电源短路、拼脚开路状态,能诊断出电路错误状态。
作为本方案的进一步改进,当输出拼脚对电源短路时,按键实现电路能通过内部保护电路自我保护内部元器件实现内部短路保护。
作为本方案的进一步改进,设置KEY-1按键、KEY-2按键、KEY-3按键、KEY-4按键、KEY-5按键、KEY-6按键、KEY-7按键、KEY-8按键、KEY-9按键、KEY-10的按键,当KEY-1按下后,微处理器控制器MCU U1 2脚检测到5V变到0V,微处理器控制器MCU U1 13拼脚输出占空比92%、周期10ms的PWM信号,且发送十个周期;微处理器控制器MCU U2 2拼脚识别到十个占空比8%,周期10ms的PWM信号。
作为本方案的进一步改进,当KEY-1存在卡键时,微处理器控制器MCU U1 2脚持续检测到0V超过1分钟,微处理器控制器MCU U1 13拼脚输出占空比88%、周期10ms的PWM信号,且发送十个周期;微处理器控制器MCU U2 2拼脚识别到十个占空比12%,周期10ms的PWM信号。依次KEY-2被按下时,微处理控制器MCU U2 2拼脚识别的信号十个占空比16%,周期10ms的PWM信号。
作为本方案的进一步改进,当接插件U3输出拼脚对电源短路时,此时微处理控制器MCU U1 12脚持续监测5V的电压;当接插件U3输出拼脚开路或者对地短路时,此时微处理器控制器MCU U1 12拼脚持续监测0V的电压;微处理控制器MCU U1 14脚输出低电平控制三极管Q3导通,假如微处理控制器MCU U1 12脚仍监测为0V电压,此时接插件U3输出拼脚对地短路;假如微处理控制器MCU U1 12脚监测电压为1.667V,此时接插件U3输出拼脚开路。
作为本方案的进一步改进,所述内部保护电路包括三极管Q2,电阻R5和R4,电阻R5串联到三极管Q2基极,起串联限流的作用;当接插件U3输出拼脚对电源短路时,由于三极管Q1的发射极电流过大导致发射极电阻R4的电压超过三极管Q2的基极阈值0.7V时,此时三极管Q2导通将三极管Q1的基极拉低关闭三极管Q1,起到保护三极管Q1对地作用;关闭三极管Q1后此时三极管Q1发射极为0,发射极电阻R4电压为0V,三极管Q2处于截止状态,此时三极管Q1导通;又因为接插件U3输出拼脚对电源短路,此时回到三极管Q1的发射极电流过大导致发射极电阻R4的电压超过三极管Q2的基极阈值0.7V,进入一个保护循环。
本发明的有益效果为:
本发明所公开的带诊断及保护的按键实现电路,一、接插件的拼脚数最少,成本低;二、该电路有自我识别功能,当电路输出存在短路或者开路状态,能够自我识别该状态,出现问题方便定位问题;三、当电路输出存在电源短路时,该电路有自我保护功能,不烧坏内部元器件。
一模块的按键需要被其检测模块所识别,该模块存在十个及十个以上按键且有微处理器时,为实现按键能被正确识别,设计该按键检测电路,该电路通过内部采集识别按键及卡键状态的识别,微处理控制器MCU识别及处理后,将带按键信息(脉冲宽度调制PWM)通过接插件拼脚输出给另一个模块进行识别。为提高该电路的自我识别及抗短路性能,该按键电路带有内部诊断及短路保护功能,即当输出拼脚开路、对电源短路或者对地短路时,需要诊断出该电路错误状态。为保护电路不存在烧坏器件,当输出拼脚对电源短路时,该电路具有自我保护内部元器件的功能。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中提供的带诊断及保护的按键实现电路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示,本实施例中提供的一种带诊断及保护的按键实现电路,其包括按键、检测模块、内部微处理控制器、电阻、内部保护电路,当内部按键按下被内部微处理控制器识别后,微处理控制器通过发动不同占空比的PWM信号来区分不同按键被按下,并且各个按键存在卡键时,也通过PWM占空比来告知检测模块。一模块的按键需要被其检测模块所识别,该模块存在十个及十个以上按键且有微处理器时,为实现按键能被正确识别,设计该按键检测电路,该按键检测电路通过内部采集识别按键及卡键状态的识别,微处理控制器MCU识别及处理后,将带按键信息(脉冲宽度调制PWM)通过接插件拼脚输出给另一个模块进行识别。
为提高该电路的自我识别及抗短路性能,按键实现电路能实现内部诊断及短路保护功能,当输出拼脚开路、对电源短路或者对地短路时,内部诊断通过电阻分压来识别电源短路、拼脚开路状态,能诊断出电路错误状态。
为保护电路不存在烧坏器件,作为本方案的进一步改进,当输出拼脚对电源短路时,按键实现电路能通过内部保护电路自我保护内部元器件实现内部短路保护。
本发明所述带诊断及保护的按键实现电路的主要工作原理是当内部按键按下被内部微处理控制器识别后,微处理控制器通过发动不同占空比的PWM信号来区分不同按键被按下,并且各个按键存在卡键时,也通过PWM占空比来告知检测模块;内部诊断通过电阻分压来识别其短路、开路状态,内部短路保护则通过内部保护电路来实现。
如图1所示,存在KEY-1、KEY-2到KEY-10的按键,当KEY-1按下后,微处理器控制器MCU U1 2脚检测到5V变到0V,微处理器控制器MCU U1 13拼脚输出占空比92%、周期10ms的PWM信号,且发送十个周期;微处理器控制器MCU U2 2拼脚识别到十个占空比8%,周期10ms的PWM信号,此时当KEY-1存在卡键时,微处理器控制器MCU U1 2脚持续检测到0V超过1分钟,微处理器控制器MCU U1 13拼脚输出占空比88%、周期10ms的PWM信号,且发送十个周期;微处理器控制器MCU U2 2拼脚识别到十个占空比12%,周期10ms的PWM信号。依次KEY-2被按下时,微处理控制器MCU U2 2拼脚识别的信号十个占空比16%,周期10ms的PWM信号,详细见如下表一。
按键 微处理控制器MCU U2识别的信号 按键卡键时MCU U2识别的信号
KEY-1 8%、周期10ms,10个周期 12%、周期10ms,10个周期
KEY-2 16%、周期10ms,10个周期 20%、周期10ms,10个周期
KEY-3 24%、周期10ms,10个周期 28%、周期10ms,10个周期
KEY-4 32%、周期10ms,10个周期 36%、周期10ms,10个周期
KEY-5 40%、周期10ms,10个周期 44%、周期10ms,10个周期
KEY-6 48%、周期10ms,10个周期 52%、周期10ms,10个周期
KEY-7 56%、周期10ms,10个周期 60%、周期10ms,10个周期
KEY-8 64%、周期10ms,10个周期 68%、周期10ms,10个周期
KEY-9 72%、周期10ms,10个周期 76%、周期10ms,10个周期
KEY-10 80%、周期10ms,10个周期 84%、周期10ms,10个周期
表一
当接插件U3输出拼脚对电源短路时,此时微处理控制器MCU U1 12脚持续监测5V的电压;当接插件U3输出拼脚开路或者对地短路时,此时微处理器控制器MCU U1 12拼脚持续监测0V的电压;微处理控制器MCU U1 14脚输出低电平控制三极管Q3导通,假如微处理控制器MCU U1 12脚仍监测为0V电压,此时接插件U3输出拼脚对地短路;假如微处理控制器MCU U112脚监测电压为1.667V,此时接插件U3输出拼脚开路,详细如表二所示。
接插件U3输出拼脚 Q3状态 微处理控制器MCU U1 12脚监测电压
对电源短路 关闭 5V
对地短路 关闭 0V
开路 导通(Q1截止) 1.667V
表二
所述内部保护电路包括三极管Q2,电阻R5和R4,电阻R5串联到三极管Q2基极,起串联限流的作用;当接插件U3输出拼脚对电源短路时,由于三极管Q1的发射极电流过大导致发射极电阻R4的电压超过三极管Q2的基极阈值0.7V时,此时三极管Q2导通将三极管Q1的基极拉低关闭三极管Q1,起到保护三极管Q1对地作用;关闭三极管Q1后此时三极管Q1发射极为0,发射极电阻R4电压为0V,三极管Q2处于截止状态此时三极管Q1导通;又因为接插件U3输出拼脚对电源短路,此时回到三极管Q1的发射极电流过大导致发射极电阻R4的电压超过三极管Q2的基极阈值0.7V,进入一个保护循环。
本发明所公开的带诊断及保护的按键实现电路,一、接插件的拼脚数最少,成本低;二、该电路有自我识别功能,当电路输出存在短路或者开路状态,能够自我识别该状态,出现问题方便定位问题;三、当电路输出存在电源短路时,该电路有自我保护功能,不烧坏内部元器件。一模块的按键需要被其检测模块所识别,该模块存在十个及十个以上按键且有微处理器时,为实现按键能被正确识别,设计该按键检测电路,该电路通过内部采集识别按键及卡键状态的识别,微处理控制器MCU识别及处理后,将带按键信息(脉冲宽度调制PWM)通过接插件拼脚输出给另一个模块进行识别。为提高该电路的自我识别及抗短路性能,该按键电路带有内部诊断及短路保护功能,即当输出拼脚开路、对电源短路或者对地短路时,需要诊断出该电路错误状态。为保护电路不存在烧坏器件,当输出拼脚对电源短路时,该电路具有自我保护内部元器件的功能。
本发明是通过优选实施例进行描述的,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种带诊断及保护的按键实现电路,其特征在于:包括按键、检测模块、内部微处理控制器、电阻、内部保护电路,当内部按键按下被内部微处理控制器识别后,微处理控制器通过发动不同占空比的PWM信号来区分不同按键被按下,并且各个按键存在卡键时,也通过PWM占空比来告知检测模块。
2.根据权利要求1所述的带诊断及保护的按键实现电路,其特征在于:一模块的按键需要被其检测模块所识别,所述模块存在十个及十个以上按键且有微处理器时,按键检测电路通过内部采集识别按键及卡键状态的识别,微处理控制器MCU识别及处理后,将带按键信息(脉冲宽度调制PWM)通过接插件拼脚输出给另一个模块进行识别。
3.根据权利要求2所述的带诊断及保护的按键实现电路,其特征在于:按键实现电路能实现内部诊断及短路保护功能,当输出拼脚开路、对电源短路或者对地短路时,内部诊断通过电阻分压来识别电源短路、拼脚开路状态,能诊断出电路错误状态。
4.根据权利要求2所述的带诊断及保护的按键实现电路,其特征在于:当输出拼脚对电源短路时,按键实现电路能通过内部保护电路自我保护内部元器件实现内部短路保护。
5.根据权利要求4所述的带诊断及保护的按键实现电路,其特征在于:设置KEY-1按键、KEY-2按键、KEY-3按键、KEY-4按键、KEY-5按键、KEY-6按键、KEY-7按键、KEY-8按键、KEY-9按键、KEY-10的按键,当KEY-1按下后,微处理器控制器MCU U1 2脚检测到5V变到0V,微处理器控制器MCU U1 13拼脚输出占空比92%、周期10ms的PWM信号,且发送十个周期;微处理器控制器MCU U2 2拼脚识别到十个占空比8%,周期10ms的PWM信号。
6.根据权利要求5所述的带诊断及保护的按键实现电路,其特征在于:当KEY-1存在卡键时,微处理器控制器MCU U1 2脚持续检测到0V超过1分钟,微处理器控制器MCU U1 13拼脚输出占空比88%、周期10ms的PWM信号,且发送十个周期;微处理器控制器MCU U2 2拼脚识别到十个占空比12%,周期10ms的PWM信号;依次KEY-2被按下时,微处理控制器MCU U2 2拼脚识别的信号十个占空比16%,周期10ms的PWM信号。
7.根据权利要求6所述的带诊断及保护的按键实现电路,其特征在于:当接插件U3输出拼脚对电源短路时,此时微处理控制器MCU U1 12脚持续监测5V的电压;当接插件U3输出拼脚开路或者对地短路时,此时微处理器控制器MCU U1 12拼脚持续监测0V的电压;微处理控制器MCU U1 14脚输出低电平控制三极管Q3导通,假如微处理控制器MCU U1 12脚仍监测为0V电压,此时接插件U3输出拼脚对地短路;假如微处理控制器MCU U1 12脚监测电压为1.667V,此时接插件U3输出拼脚开路。
8.根据权利要求7所述的带诊断及保护的按键实现电路,其特征在于:所述内部保护电路包括三极管Q2、电阻R5和R4,电阻R5串联到三极管Q2基极,起串联限流的作用;当接插件U3输出拼脚对电源短路时,由于三极管Q1的发射极电流过大导致发射极电阻R4的电压超过三极管Q2的基极阈值0.7V时,此时三极管Q2导通将三极管Q1的基极拉低关闭三极管Q1,起到保护三极管Q1对地作用;关闭三极管Q1后此时三极管Q1发射极为0,发射极电阻R4电压为0V,三极管Q2处于截止状态,此时三极管Q1导通;又因为接插件U3输出拼脚对电源短路,此时回到三极管Q1的发射极电流过大导致发射极电阻R4的电压超过三极管Q2的基极阈值0.7V,进入一个保护循环。
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