CN106445862B - 一种插拔模块识别电路和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种插拔模块识别电路和方法，所述电路包括设于插拔模块上的待检测识别单元和设于主机的检测识别单元，所述待检测识别单元包括被测电子元器件，不同型号的所述插拔模块的待检测识别单元的被测电子元器件的基本属性参数值不同；所述检测识别单元和所述待检测识别单元通过所述插拔模块插入所述主机实现连接。所述方法包括通过所述检测识别电路检测所述插拔模块的插入并通过检测所述被测电子元器件的基本属性参数值识别所述插拔模块的型号。本发明提供的插拔模块识别电路和方法，可实现检测识别过程的自动开始和结束；检测识别只需单根信号线且无上电要求；电路结构简单，成本低，可适用范围广。

Description

一种插拔模块识别电路和方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体地，涉及一种插拔模块识别电路和方法。

背景技术

一个通用接口兼容多个可插拔模块时，主机往往需要识别插入模块的类型，以便选择不同的控制策略，如时序、供电、使能某些端口等。通行的做法是：

1、通过如串口、USB或I2C等通用总线进行握手识别；

2、通过将主机的一个检测口拉低/拉高来识别。

上述做法所存在的缺点：一是如串口、USB或I2C等通用总线需要两根或以上信号线；二是需要对插入的模块上电，使插入的模块至少一部分电路处在工作状态才能完成总线通讯；三是每个不同模块都需要一个独立的IO口和连接线来实现主机对插拔模块的检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种插拔模块识别电路和方法，借助结构简单检测识别电路和单根信号线，就能够快速实现主机和插拔模块的连接识别。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种插拔模块识别电路，包括设于插拔模块上的待检测识别单元，所述待检测识别单元包括被测电子元器件，不同型号的所述插拔模块的待检测识别单元的被测电子元器件的基本属性参数值不同。

设于主机的检测识别单元，用于检测所述插拔模块的插入并通过检测所述被测电子元器件的基本属性参数值识别所述插拔模块的型号。

所述检测识别单元和所述待检测识别单元通过所述插拔模块插入所述主机实现连接。

与现有USB、I2C等总线检测技术相比，本发明提供的插拔模块识别电路，包括设于插拔模块上的待检测识别单元和设于主机的检测识别单元两部分电路，不同型号的待检测识别单元上设置的被测电子元器件的基本属性参数值不同，在所述插拔模块插入所述主机时通过检测识别单元测量到待检测识别单元的参数值从而识别插拔模块的型号；解决了模块识别时需要多根信号线连接，同时插拔模块需上电的不足；对设备的要求更低，用途更广泛。

进一步地，所述实现连接的所述检测识别单元和所述待检测识别单元通过所述插拔模块与所述主机之间的信号传输线实现连接。

进一步地，所述被测电子元器件为电容，不同型号的所述插拔模块的待检测识别单元的电容的容值不同。

进一步地，所述检测识别单元包括直流电源、上拉电阻、限流分压电阻、第一接口、主控制器以及设于主控制器的计时器，所述主控制器设有检测引脚；

所述上拉电阻的一端连接所述直流电源，所述上拉电阻的另一端分别连接所述第一接口和所述限流分压电阻的一端；

所述限流分压电阻的另一端连接到所述检测引脚。

进一步地，所述待检测识别单元还包括下拉电阻和第二接口；

所述电容的正极连接所述第二接口，所述电容的负极接地；

所述下拉电阻的一端连接所述第二接口，所述下拉电阻的另一端接地；

所述检测识别单元和所述待检测识别单元连接时，所述第一接口和所述第二接口连接。

与现有的电容检测技术相比，本发明提供的插拔模块识别电路所采用的电容检测技术，利用被测电容与下拉电阻并联再通过限流分压电阻与检测引脚连接的电路结构，一方面使得插拔模块与主机连接时，下拉电阻拉低检测引脚的电平从而触发电容检测功能，整合了插入检测功能，使电容检测电路适用于可插拔模块检测、识别这一应用场合；另一方面，使得被测的电容充放电的电平高低影响检测引脚的电平高低，检测引脚的电平高低间接触发计时器的运行，实现了电容检测在检测到插拔模块的插入后的自动开始，完成后的自动结束。

进一步地，所述计时器包括第一计时器和第二计时器；所述第一计时器用于限定所述电容的充电时间；所述第二计时器用于测量所述电容放电到所述检测引脚的高低电平判定阈值的放电时间。

与现有的电容检测技术相比，本发明提供的插拔模块识别电路所采用的电容检测技术，通过第二计时器所测的电容放电时间来代表电容的容值，对应得出插拔模块的型号，无需使用如模数变换器、数据采集卡等特定数据采集接口，仅需判断检测脚是高电平还是低电平即可实现电容检测功能。

优选地，所述上拉电阻的阻值大于所述下拉电阻的阻值的10倍，所述下拉电阻的阻值大于所述限流分压电阻的阻值的10倍。

作为本发明的优选方案，限流分压电阻一方面在主控制器给电容充电时起限流作用，防止检测引脚瞬时过电流烧坏电容；另一方面与下拉电阻分压，决定稳态时电容的电平，设置下拉电阻的阻值大于限流分压电阻的阻值的10倍，从而保证电容在充电完成后是可靠的高电平。

优选地，所述第一计时器预设的充电时间大于所述电容的最大充电时间的10倍。

作为本发明的优选方案，所述第一计时器预设的充电时间大于所述电容的最大充电时间的10倍，从而消除各器件的误差及环境因素的影响，保证第一计时器计时结束时电容被充满电。

优选地，所述放电时间在0.1ms～10ms范围之内。

作为本发明的优选方案，选择0.1ms～10ms的放电时间范围利于主控制器的良好检测；同时，插拔模块选型设计时，电容的容值可选取范围较宽。

为了实现本发明的目的，本发明另一方面提供一种插拔模块识别方法，包括以下步骤：

响应任一插拔模块插入时，通过检测识别单元对插入的所述插拔模块的待检测识别单元进行检测，从而获取所述被测电子元器件的基本属性的参数值；其中，所述检测识别单元和所述待检测识别单元在响应所述插拔模块插入时实现连接；

根据预存的映射表确定所述参数值所对应的所述插拔模块的型号；其中，所述映射表储存不同型号的插拔模块中的待检测识别单元的被测电子元器件的基本属性参数值与所述插拔模块的型号的对应关系。

与现有技术相比，本发明提供的插拔模块识别方法，通过检测识别单元获取插入的插拔模块的待检测识别单元的被测电子元器件的基本属性的参数值从而识别插拔模块的型号，解决了现有可插拔模块识别方法需要多根信号线的电路结构的缺点和可插拔模块需要上电才能实现识别的限制。

进一步地，所述响应任一所述插拔模块插入包括:

通过所述检测识别单元的主控制器读取到其检测引脚被所述插拔模块的下拉电阻由高电平状态拉低至低电平状态时，确定所述插拔模块插入；其中，所述高电平状态为初始处于高阻态模式的所述检测引脚被上拉电阻拉至高电平的预置电平状态。

优选地，所述被测电子元器件为电容，所述基本属性参数值为电容容值。

优选地，所述电容容值使用所述电容在充满电状态下放电至所述检测引脚的高低电平判定阈值的放电时间来表示。

优选地，通过检测识别单元对插入的所述插拔模块的待检测识别单元进行检测包括以下步骤：

通过所述主控制器将所述检测引脚设置为高电平模式，同时启动第一计时器，使所述电容进入充电状态；

所述第一计时器计时结束时，通过所述主控制器将所述检测引脚设置为高阻态模式，同时启动第二计时器，使所述电容进入放电状态；

通过所述主控制器读取到所述检测引脚的电平为低电平时，停止所述第二计时器计时，从而获取所述第二计时器的计数值，所述计数值为所述放电时间。

作为优选方案，本发明提供的插拔模块识别方法，利用电容放电时间代表电容容值，通过检测识别单元测量插入的插拔模块预设电容的放电时间从而识别插拔模块的型号，无需如模数转化器、数据采集卡等特定数据采集接口，仅需判断检测脚是高电平还是低电平即可实现。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步详细的说明：

图1是本发明一种插拔模块识别电路的一个实施例的结构框图；

图2是本发明一种插拔模块识别电路的另一实施例的电路结构示意图；

图3是本发明一种插拔模块识别方法的一个实施例的流程示意图；

图4是本发明一种插拔模块识别方法的另一实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1是本发明一种插拔模块识别电路的一个实施例的结构框图；该实施例所提供的插拔模块识别电路，包括检测识别单元1和待检测识别单元2。

其中，检测识别单元1设于主机3上。待检测识别单元2设于插拔模块4上，

图1中，插拔模块4插入主机3时，检测识别单元1和待检测识别单元2实现连接；具体地，检测识别单元1和待检测识别单元2通过插拔模块4与主机3之间的信号传输线实现连接。

待检测识别单元2包括被测电子元器件21，不同型号的插拔模块4的待检测识别单元2中的被测电子元器件21的基本属性参数值不同。

检测识别单元1预存有关于不同被测电子元器件21的基本属性参数值与插拔模块4的型号的对应关系的映射表。

检测识别单元1，在与待检测识别单元2实现连接后：用于通过检测待检测识别单元2检测插拔模块4的插入；以及当确认插拔模块4的插入后，用于检测并获取待检测识别单元2中的被测电子元器件21的基本属性参数值，根据映射表的对应关系找出与参数值对应的插拔模块4的型号。

具体实施时，将插拔模块4接入主机3中，实现插拔模块4与主机3之间的信号线连接；检测识别单元1与待检测识别单元2通过插拔模块4与主机3之间的信号线实现连接，构成插拔模块4识别电路。通过检测识别单元1对待检测识别单元2的检测从而确认插拔模块4接入主机3；然后，通过检测识别单元1对待检测识别单元2中的被测电子元器件21的基本属性参数值的检测和获取，识别相对应的插拔模块4型号。

本实施例实现插拔模块3与主机4之间的检测识别的电路原理和整体结构简单，建立起检测识别单元1和待检测识别单元2之间的连接只需单根信号线，对于插拔模块4没有上电的要求，基于本实施例所提供的电路原理结构的插拔识别系统操作简单，识别效率高，成本低。

参见图2，图2是本发明一种插拔模块识别电路的另一实施例的电路结构示意图，该插拔模块识别电路由检测识别单元1和待检测识别单元2组成。其中，检测识别单元1设于主机3上，待检测识别单元2设于插拔模块4上。

具体地，检测识别单元1包括直流电源VCC、上拉电阻R1、限流分压电阻Rs、第一接口101、主控制器11以及设于主控制器11的第一计时器和第二计时器，主控制器11上还设有检测引脚111。

上拉电阻R1的一端连接直流电源VCC，上拉电阻R1的另一端分别连接第一接口101和限流分压电阻Rs的一端；限流分压电阻Rs的另一端连接到检测引脚111。

第一计时器和第二计时器受主控制器11的控制，第一计时器用于限定电容C的充电时间；第二计时器用于测量电容C放电到检测引脚111的高低电平判定阈值的放电时间。

待检测识别单元2包括作为被测电子元器件21的电容C、下拉电阻R2和第二接口102；电容C的正极连接第二接口102，电容C的负极接地；下拉电阻R2的一端连接第二接口102，下拉电阻R2的另一端接地。

当插拔模块4插入主机3，第一接口101和第二接口102相接，两个接口所在的信号线接通，此时，检测识别单元1和待检测识别单元2通过共用信号线实现连接。

选取元器件的参数值时，上拉电阻R1的阻值大于下拉电阻R2的阻值的10倍；为了保证电容C在充电完成后是可靠的高电平,下拉电阻R2的阻值大于限流分压电阻Rs的阻值的10倍。

为消除该插拔模块识别电路中各器件的误差及环境因素的影响，保证电容C在充电时被可靠充满电，第一计时器预设的充电时间大于电容C的最大充电时间的10倍。

下拉电阻R2与电容C的取值决定了电容C的放电时间，在不同型号的插拔模块的待检测识别单元2中的电容C设置的容值不同，以实现检测识别单元1根据检测待检测识别单元2的放电时间识别对应的插拔模块的型号。

为了主控制器11实现良好的检测，电容C的放电时间控制在0.1ms～10ms范围之内，以此放电时间范围确定可选取的电容C的容值范围。

具体实施时，插拔模块4接入主机3时，首先，检测引脚111通过下拉电阻R2接地，电平拉至低电平，主控制器11读取到低电平，视为插拔模块的接入。接着，主控制器11将检测引脚111拉至高电平并启动第一计时器，使电容C充满电；第一计时器计时结束后，触发主控制器11将检测引脚111设为高阻态模式启动第二计时器计时，电容C不断放电，直至主控制器11读取检测引脚111为低电平状态并停止第二计时器计时。所得计数值为电容C的放电时间，通过电容C的放电时间识别对应的插拔模块型号。

本发明提供的插拔模块识别电路的优选实施例基于电容检测技术，并整合插入检测功能，实现了检测识别过程的在插拔模块接入后的自动开始和完成后自动结束，无需特定数据采集接口，仅需判断检测脚是高电平还是低电平即可实现；插拔模块的识别检测只需单根信号线且无上电要求，电路结构简单，实现难度低。

本发明一种插拔模块识别方法的实施例以图1中的插拔模块优选实施例电路结构为基础，该插拔模块识别方法的优选实施例具体步骤如下：

参见图3，图3是本发明一种插拔模块识别方法的一个实施例的流程示意图。该方法包括步骤：

S1、使主机3响应任一插拔模块4的插入；

具体地，通过设于主机3的检测识别单元1对插入的插拔模块4的待检测识别单元2进行检测并确认与待检测识别单元2的连接，使主机3获取插拔模块4已接入的信息从而启动检测识别单元1对待检测识别单元2的进一步检测。

其中，检测识别单元1和待检测识别单元2在插拔模块4插入主机3时实现连接。

S2、通过检测识别单元1对插入的插拔模块4的待检测识别单元2进行检测，从而获取待测电子元器件2的基本属性的参数值；

S3、根据预存的映射表确定S32中获取的参数值所对应的插拔模块4的型号。

其中，映射表已预置于检测识别单元1中，该映射表储存有不同型号的插拔模块4中的待检测识别单元2的被测电子元器件21的基本属性参数值与插拔模块4的型号的对应关系。

本发明提供的插拔模块识别电路，在插拔模块插入主机时通过检测识别单元测量被测电子元器件的参数值从而识别插拔模块的型号；解决了模块识别时需要多根信号线连接，改善插拔模块需上电的不足；对设备的要求更低，用途更广泛。本发明一种插拔模块识别方法的另一实施例以图2中的插拔模块另一实施例电路结构为基础，该插拔模块识别方法的优选实施例具体步骤如下：

参见图4，图4是本优选实施例中主控制器的流程示意图。当任一插拔模块4插入主机3时，通过检测识别单元1的主控制器11读取到其检测引脚111被插拔模块的下拉电阻R2由预置的高电平状态拉低至低电平状态时，响应该插拔模块的插入；其中，在预置状态时，通过主控制器11设置检测引脚为高阻态模式，从而使检测引脚111在上拉电阻R1的作用下拉至高电平状态。

响应任一插拔模块4插入时，通过主控制器11将检测引脚111设置为高电平模式，同时启动第一计时器。此时，通过处于高电平状态的检测引脚111的电流流经限流分压电阻Rs向电容C充电，使电容C和下拉电阻R2的电位上升，当第一计时器计时结束时，电容C、下拉电阻R2和检测引脚111均处于高电平状态。

第一计时器计时结束时，视为电容C已充电完成；通过主控制器11触发下一步动作：将检测引脚111设置为高阻态模式，并启动第二计时器，使电容C开始通过下拉电阻R2放电；同时，通过主控制器11开始不断读取检测引脚111的状态。在电容C的电位下降至检测引脚111的高低电平判定阈值前，主控制器11读取检测引脚111为高电平状态。

通过主控制器11读取到检测引脚111的电平为低电平时，停止第二计时器计时，进而获取所述第二计时器的计数值，计数值为电容C的放电时间。用电容C的放电时间的长短来表示电容C的阻值的大小。

通过主控制器11根据预存的映射表确定电容C的放电时间所对应的插拔模块4的型号。其中，映射表储存不同型号的插拔模块4中的待检测识别单元2的电容C的放电时间与插拔模块的型号的对应关系。

具体实施时，通过检测引脚111被接入的下拉电阻R2拉至低电平状态，使主控制器11读取到检测引脚111的低电平而触发对插拔模块4接入的响应；通过主控制器11控制检测引脚111的电平模式和利用第一计时器和第二计时器计时，从而获取插拔模块4中的电容C的放电时间；通过电容C的放电时间得出对应的插拔模块4的型号。

本发明提供的插拔模块识别方法的优选实施例实现对接入的插拔模块的检测识别过程自动开始，自动结束；所需要的电路结构简单，信号线少；对插拔模块无上电的限制，可适用于不具备总线通讯功能的插拔模块。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种插拔模块识别电路，其特征在于，包括：

设于插拔模块上的待检测识别单元，所述待检测识别单元包括被测电子元器件，不同型号的所述插拔模块的待检测识别单元的被测电子元器件的基本属性参数值不同；

设于主机的检测识别单元，用于检测所述插拔模块的插入并通过检测所述被测电子元器件的基本属性参数值识别所述插拔模块的型号；

所述检测识别单元和所述待检测识别单元通过所述插拔模块插入所述主机实现连接；

其中，所述被测电子元器件为电容，不同型号的所述插拔模块的待检测识别单元的电容的容值不同；

所述检测识别单元包括直流电源、上拉电阻、限流分压电阻、第一接口、主控制器以及设于主控制器的计时器，所述主控制器设有检测引脚；

所述上拉电阻的一端连接所述直流电源，所述上拉电阻的另一端分别连接所述第一接口和所述限流分压电阻的一端；

所述限流分压电阻的另一端连接到所述检测引脚；

所述待检测识别单元还包括下拉电阻和第二接口；

所述电容的正极连接所述第二接口，所述电容的负极接地；

所述下拉电阻的一端连接所述第二接口，所述下拉电阻的另一端接地；

所述检测识别单元和所述待检测识别单元连接时，所述第一接口和所述第二接口连接；

其中，所述计时器包括第一计时器和第二计时器；所述第一计时器用于限定所述电容的充电时间；所述第二计时器用于测量所述电容放电到所述检测引脚的高低电平判定阈值的放电时间。

2.如权利要求1所述的插拔模块识别电路，其特征在于，所述实现连接的所述检测识别单元和所述待检测识别单元通过所述插拔模块与所述主机之间的信号传输线实现连接。

3.如权利要求1所述的插拔模块识别电路，其特征在于，所述上拉电阻的阻值大于所述下拉电阻的阻值的10倍，所述下拉电阻的阻值大于所述限流分压电阻的阻值的10倍。

4.如权利要求1所述的插拔模块识别电路，其特征在于，所述第一计时器预设的充电时间大于所述电容的最大充电时间的10倍。

5.如权利要求4所述的插拔模块识别电路，其特征在于，所述放电时间在0.1ms～10ms范围之内。

6.一种插拔模块识别方法，其特征在于，适用于权利要求1～5任一项所述的一种插拔模块识别电路，包括以下步骤：

响应任一插拔模块插入时，通过检测识别单元对插入的所述插拔模块的待检测识别单元进行检测，从而获取被测电子元器件的基本属性的参数值；其中，所述检测识别单元和所述待检测识别单元在响应所述插拔模块插入时实现连接；

根据预存的映射表确定所述参数值所对应的所述插拔模块的型号；其中，所述映射表储存不同型号的插拔模块中的待检测识别单元的被测电子元器件的基本属性参数值与所述插拔模块的型号的对应关系；

其中，所述响应任一所述插拔模块插入包括:通过检测识别单元的主控制器读取到其检测引脚被插拔模块的下拉电阻由高电平状态拉低至低电平状态时，确定所述插拔模块插入；其中，所述高电平状态为初始处于高阻态模式的所述检测引脚被上拉电阻拉至高电平的预置电平状态；

其中，所述被测电子元器件为电容，所述基本属性参数值为电容容值；所述电容容值的大小通过所述电容在充满电状态下放电至所述检测引脚的高低电平判定阈值的放电时间的长短来表示；

其中，所述通过检测识别单元对插入的所述插拔模块的待检测识别单元进行检测包括以下步骤：

通过所述主控制器将所述检测引脚设置为高电平模式，同时启动第一计时器，使所述电容进入充电状态；

所述第一计时器计时结束时，通过所述主控制器将所述检测引脚设置为高阻态模式，同时启动第二计时器，使所述电容进入放电状态；

通过所述主控制器读取到所述检测引脚的电平为低电平时，停止所述第二计时器计时，从而获取所述第二计时器的计数值，所述计数值为所述放电时间。