CN101226514B - I/o口扩展电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种I/O口扩展电路，包括一个输入端口，第一输出端口和第二输出端口；用于实现信号电平转换的反向驱动电路；用于实现脉冲信号转换为电平信号的第一驱动电路和第二驱动电路；所述第一驱动电路输入端和所述输入端口相连，所述第一驱动电路的输出端和所述第一输出端口相连；所述反向驱动电路的输入端和所述输入端口相连，所述反向驱动电路的输出端和所述第二驱动电路的输入端相连；所述第二驱动电路输出端和所述第二输出端口相连。反向驱动电路、第一驱动电路和第二驱动电路都使用电阻、电容和三极管等简单器件，实现了I/O端口的扩展，同时成本没有较大变化。
Description
技术领域
本发明涉及I/O口电路，更具体地说，涉及一种I/O口扩展电路。
背景技术
在家用电器等应用场合，通常使用单片机作为主控芯片，单片机的I/O口的数量非常有限，在应用中经常会遇到单片机的I/O口不够用的情况，有时甚至只差一个I/O口，这时候如果需要更换更多I/O口的控制芯片，就会带来成本的大幅上升。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述单片机系统I/O端口数量少的缺陷，提供一种I/O口扩展电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种I/O口扩展电路，包括一个输入端口，第一输出端口和第二输出端口；用于实现信号电平转换的反向驱动电路；用于实现脉冲信号转换为电平信号的第一驱动电路和第二驱动电路；所述第一驱动电路输入端和所述输入端口相连，所述第一驱动电路的输出端和所述第一输出端口相连；所述反向驱动电路的输入端和所述输入端口相连，所述反向驱动电路的输出端和所述第二驱动电路的输入端相连；所述第二驱动电路输出端和所述第二输出端口相连；所述反向驱动电路包括第一串联电 阻、第二串联电阻、串联电容、PNP三极管；所述第一串联电阻一端连接电源，另一端和所述PNP三极管的基极相连；所述第二串联电阻一端和所述输入端口相连，另一端通过串联电容连接到所述PNP三极管的基极；所述PNP三极管的发射极和电源相连，所述PNP三极管的集电极构成所述反向驱动电路的输出端。
在本发明所述的I/O口扩展电路中，所述第一驱动电路包括第三串联电阻、第一储能电容、第一分压电阻、第二分压电阻和第一NPN三极管；所述第三串联电阻具有A端和B端，所述第三串联电阻A端和所述输入端口相连；所述第一分压电阻一端接地，另一端和所述第一NPN三极管的基极相连；所述第二分压电阻一端和所述第三串联电阻B端相连，另一端和所述第一NPN三极管的基极相连；所述第一储能电容一端接地，另一端和所述第三串联电阻B端相连；所述第一NPN三极管发射极接地，所述第一NPN三极管集电极构成所述第一驱动电路输出端。
在本发明所述的I/O口扩展电路中，所述第二驱动电路包括第四串联电阻、第二储能电容、第三分压电阻、第四分压电阻和第二NPN三极管；所述第四串联电阻具有A端和B端，所述第四串联电阻A端和所述反向驱动电路输出端相连；所述第三分压电阻一端接地，另一端和所述第二NPN三极管的基极相连；所述第四分压电阻一端和所述第四串联电阻B端相连，另一端和所述第二NPN三极管的基极相连；所述第二储能电容一端接地，另一端和所述第四串联电阻B端相连；所述第二NPN三极管发射极接地，所述第二NPN三极管集电极构成所述第二驱动电路输出端。
在本发明所述的I/O口扩展电路中，所述第一储能电容为有极性电容，所述第一储能电容的负端接地。
在本发明所述的I/O口扩展电路中，所述第一储能电容为电解电容。
在本发明所述的I/O口扩展电路中，所述第二储能电容为有极性电容，所述第二储能电容的负端接地。
在本发明所述的I/O口扩展电路中，所述第二储能电容为电解电容。
在本发明所述的I/O口扩展电路中，所述第一驱动电路和第二驱动电路的输出端外部上拉到电源，当所述输入端口为低电平时，所述第一驱动电路输出高电平，所述第二驱动电路输出高电平；当所述输入端口为高电平时，所述第一驱动电路输出低电平，所述第二驱动电路输出高电平；当所述输入端口为90％的占空比信号时，所述第一驱动电路输出低电平，所述第二驱动电路输出低电平；当所述输入端口为10％的占空比信号时，所述第一驱动电路输出高电平，所述第二驱动电路输出高电平。
实施本发明的I/O口扩展电路，具有以下有益效果：使用简单的三极管及阻容器件实现了I/O端口的扩展，同时成本没有较大变化。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明I/O口扩展电路的电路原理图；
图2是本发明I/O口扩展电路应用在驱动继电器时的电路原理图。
具体实施方式
图1为本发明I/O口扩展电路的电路原理图，其中VCC为电源端，R1为第一串联电阻，R2为第二串联电阻，C1为串联电容，TR1为PNP三极管；R1、R2、C1和TR1构成反向驱动电路。
R3为第三串联电阻，R7为第一分压电阻，R8为第二分压电阻，C3为第一储能电容，TR3为第一NPN三极管；R3、R7、R8、C3和TR3构成第一驱动电路；R5为第四串联电阻，R4为第三分压电阻，R6为第四分压电阻，C2为第二储能电容，TR2为第二NPN三极管；R5、R4、R6、C2和TR2构成第二驱动电路。
R2和R3的连接点为输入端口，TR3的集电极为第一输出端口，TR2的集电极为第二输出端口。
图2是本发明I/O口扩展电路应用在驱动继电器时的电路原理图。输入端口连接一个外部I/O，TR3的集电极和继电器RY1的一端相连，RY1的另外一端接继电器电源+12V；TR2的集电极和继电器RY2的一端相连，RY2的另外一端接继电器电源+12V。
当外部I/O口输出高电平时，三极管TR3导通，继电器RY1闭合导通，同时TR1截止致使继电器RY2截止；
当外部I/O口输出低电平时，三极管TR3截止，继电器RY1断开，此时虽然TR1在I/O输出低电平的瞬间有导通，但过了大约T＝3R1*C1时间后，TR1的基极变为高电平而截止，电容C2通过R6和R4放电后将TR2的基极的电压拉低，TR2截止，继电器RY2断开；
当外部I/O口输出占空比为90％的方波时，依靠电解电容C2和C3的充电电压，使TR2和TR3都导通，从而使继电器RY1和RY2都闭合导通；外部I/O占空比可根据实际器件参数进行调节。
当外部I/O口输出占空比为10％的方波时，依靠C2的充电电压，使TR2都导通，从而使继电器RY2都闭合导通，此时C3的充电时间短，放电时间长， 致使C3的充电电压达不到使TR3导通的电压，从而使RY1断开。外部I/O占空比可根据实际器件参数进行调节。
Claims (8)
1.一种I/O口扩展电路，包括一个输入端口，其特征在于，还包括第一输出端口和第二输出端口；用于实现信号电平转换的反向驱动电路；用于实现脉冲信号转换为电平信号的第一驱动电路和第二驱动电路；所述第一驱动电路输入端和所述输入端口相连，所述第一驱动电路的输出端和所述第一输出端口相连；所述反向驱动电路的输入端和所述输入端口相连，所述反向驱动电路的输出端和所述第二驱动电路的输入端相连；所述第二驱动电路输出端和所述第二输出端口相连；所述反向驱动电路包括第一串联电阻、第二串联电阻、串联电容、PNP三极管；所述第一串联电阻一端连接电源，另一端和所述PNP三极管的基极相连；所述第二串联电阻一端和所述输入端口相连，另一端通过串联电容连接到所述PNP三极管的基极；所述PNP三极管的发射极和电源相连，所述PNP三极管的集电极构成所述反向驱动电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的I/O口扩展电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括第三串联电阻、第一储能电容、第一分压电阻、第二分压电阻和第一NPN三极管；所述第三串联电阻具有A端和B端，所述第三串联电阻A端和所述输入端口相连；所述第一分压电阻一端接地，另一端和所述第一NPN三极管的基极相连；所述第二分压电阻一端和所述第三串联电阻B端相连，另一端和所述第一NPN三极管的基极相连；所述第一储能电容一端接地，另一端和所述第三串联电阻B端相连；所述第一NPN三极管发射极接地，所述第一NPN三极管集电极构成所述第一驱动电路输出端。
3.根据权利要求1所述的I/O口扩展电路，其特征在于，所述第二驱动电路包括第四串联电阻、第二储能电容、第三分压电阻、第四分压电阻和第二NPN三极管；所述第四串联电阻具有A端和B端，所述第四串联电阻A端和所述反向驱动电路输出端相连；所述第三分压电阻一端接地，另一端和所述第二NPN三极管的基极相连；所述第四分压电阻一端和所述第四串联电阻B端相连，另一端和所述第二NPN三极管的基极相连；所述第二储能电容一端接地，另一端和所述第四串联电阻B端相连；所述第二NPN三极管发射极接地，所述第二NPN三极管集电极构成所述第二驱动电路输出端。
4.根据权利要求2所述的I/O口扩展电路，其特征在于，所述第一储能电容为有极性电容，所述第一储能电容的负端接地。
5.根据权利要求2所述的I/O口扩展电路，其特征在于，所述第一储能电容为电解电容。
6.根据权利要求3所述的I/O口扩展电路，其特征在于，所述第二储能电容为有极性电容，所述第二储能电容的负端接地。
7.根据权利要求3所述的I/O口扩展电路，其特征在于，所述第二储能电容为电解电容。
8.根据权利要求1所述的I/O口扩展电路，其特征在于，所述第一驱动电路和第二驱动电路的输出端外部上拉到电源，当所述输入端口为低电平时，所述第一驱动电路输出高电平，所述第二驱动电路输出高电平；当所述输入端口为高电平时，所述第一驱动电路输出低电平，所述第二驱动电路输出高电平；当所述输入端口为90％的占空比信号时，所述第一驱动电路输出低电平，所述第二驱动电路输出低电平；当所述输入端口为10％的占空比信号时，所述第一驱动电路输出高电平，所述第二驱动电路输出高电平。
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