CN107065643A - 一种信号检测电路 - Google Patents

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CN107065643A CN201710031635.1A CN201710031635A CN107065643A CN 107065643 A CN107065643 A CN 107065643A CN 201710031635 A CN201710031635 A CN 201710031635A CN 107065643 A CN107065643 A CN 107065643A
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杨智勇
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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Abstract

本发明公开了一种信号检测电路，包括微处理器、电压比较单元和脉冲输出单元，微处理器的脉冲输出端口与脉冲输出单元的输入端口相连，脉冲输出单元的输出端口与电压比较单元的正相输入端连接，电压比较单元的输出端与微处理器IO端口连接。脉冲输出单元包括电阻R1和电容C1，其中电阻R1的一端与微处理器的脉冲输出端口连接，另一端与电容C1连接，电容C1的另一端与电路的参考点位端连接。电压比较单元的电压比较器OP的正相输入端与电容C1连接，电压比较器OP的负相输入端与被检测电压信号和电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电路的参考电位端连接，电容C2的一端与电压比较器OP的驱动电源的正极连接，另一端与电压比较器OP的驱动电源的负极连接。

Description

一种信号检测电路
技术领域
本发明涉及检测电路领域，尤其涉及一种信号检测电路。
背景技术
信号测量是一种在嵌入式系统中广泛应用的技术。
在嵌入式系统中，检测信号一般包括：模拟信号和数字信号。而模拟信号又包括：电阻类模拟信号，电压类模拟信号，电容类模拟信号等。特别是电压类模拟信号更为常见。目前，嵌入式系统的开发涉及到生活方方面面，信号检测技术也一直不断更新和进步，为了给设计者带来更多的便利，一般微处理器内部都会集成模数转换(ADC)模块，但是其价格都较高，特别是在需要多路信号检测的场合，就需要更多的ADC转换模块支持，如果电路上外加ADC转换芯片，则需要占用较多的IO端口，在一些稍大的系统中，IO端口利用率较高，如果仅使用片上资源或者外加ADC转换模块，都会大大增加系统负担和开发成本，此时就需要采用另外一些等效方式进行信号检测。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种信号检测电路，通过动态调节脉冲输出的占空比并实时检测电压比较器输出端的状态，从而获得被测电压的大小，具有简单、占用资源少和成本低的优点。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是开发一种信号检测电路，通过动态调节脉冲输出的占空比并实时检测电压比较器输出端的状态，从而获得被测电压的大小，具有简单、占用资源少和成本低的优点。
为实现上述目的，本发明提供了一种信号检测电路，包括微处理器、电压比较单元和脉冲输出单元，微处理器的脉冲输出端口与脉冲输出单元的输入端口相连，脉冲输出单元的输出端口与电压比较单元的正相输入端连接，电压比较单元的输出端与微处理器IO端口连接。
进一步地，脉冲输出单元包括电阻R1和电容C1，其中电阻R1的一端与微处理器的脉冲输出端口连接，电阻R1的另一端与电容C1连接，电容C1的另一端与电路的参考点位端连接。
进一步地，电压比较单元包括电压比较器OP、电容C2和电容C3，电压比较器OP的正相输入端与电容C1连接，电压比较器OP的负相输入端与被检测电压信号和电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电路的参考电位端连接，电容C2的一端与电压比较器OP的驱动电源的正极连接，电容C2的另一端与电压比较器OP的驱动电源的负极连接。
进一步地，微处理器包括MCU处理器，MCU处理器包括IO端口PA0和IO端口PA1。
进一步地，I0端口PA0输出一个脉冲信号，脉冲信号经过脉冲输出单元的滤波后，变成一个直流电压。
进一步地，脉冲信号被设置为占空比可变。
进一步地，直流电压被设置为作为参考电压与被测电压信号进行比较，比较的结果反馈到微处理器的IO端口PA1。
技术效果
1、简单实用，占用资源少，成本低廉；
2、通过动态调节脉冲输出的占空比并实时检测电压比较器输出端的状态，从而获得被测电压的大小；
3、本发明的信号检测电路转化速度快，具有较高的实时性。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的一种信号检测电路的结构示意图。
图2是本发明的一个较佳实施例的一种信号检测电路的电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，包括微处理器、电压比较单元和脉冲输出单元，微处理器的脉冲输出端口与脉冲输出单元的输入端口相连，脉冲输出单元的输出端口与电压比较单元的正相输入端连接，电压比较单元的输出端与微处理器的IO端口连接。如图2所示，微处理器包括MCU处理器，MCU处理器包括IO端口PA0和IO端口PA1，具体的，电压比较单元的输出端与微处理器的IO端口PA1连接。
如图2所示，脉冲输出单元包括电阻R1和电容C1，其中电阻R1的一端与微处理器的脉冲输出端口连接，电阻R1的另一端与电容C1连接，电容C1的另一端与电路的参考点位端连接。电压比较单元包括电压比较器OP、电容C2和电容C3，电压比较器OP的正相输入端与电容C1连接，电压比较器OP的负相输入端与被检测电压信号V_in和电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电路的参考电位端连接，电容C2的一端与电压比较器OP的驱动电源的正极连接，电容C2的另一端与电压比较器OP的驱动电源的负极连接。
如图2所示，MCU处理器的IO端口PA0输出一个脉冲信号，脉冲信号经过脉冲输出单元的电阻R1和电容C1滤波后，变成一个直流电压。脉冲信号被设置为占空比可变的脉冲信号。具体地，MCU处理器输出一个占空比可变的脉冲信号，经过电阻R1和电容C1滤波后，变成一个直流电压，该直流电压作为电压比较器OP的正相端输入信号与被测电压信号进行比较，比较结果通过电压比较单元的输出端反馈到微处理器的检测端口，微处理器定时检测PA1端口的电压，并动态调节脉冲的占空比，经过一段时间稳定后，脉冲的占空比就代表被测电压信号的大小，其中，电容C2和电容C3主要起到降噪的作用。
检测开始时，微处理器MCU的IO端口PA0输出一个占空比可变的脉冲信号，经过电阻R1、电容C1阻容滤波后，变成一个直流电压，该直流电压作为参考电压与被测电压信号进行比较，比较结果反馈到微处理器MCU的IO端口PA1。MCU定时检测PA1端口的电压，如果PA1端口为低电平，说明被测电压大于参考电压，此时MCU通过端口PA0增大输出脉冲的占空值，从而增大参考电压，参考电压与被测电压进行比较，比较结果反馈到PA1端口，微处理器MCU再次检测PA1端口的电压，如果PA1端口为低电平，则如上处理，否则，微处理器MCU通过端口PA0减小输出脉冲的占空值，如此反复循环，经过一段时间稳定后，脉冲的占空值会达到稳定，当被测电压发生变化后，脉冲的占空值会随之发生变化，其占空值即反映了被测电压的大小。
本发明的一种信号检测电路简单实用，占用资源少，成本低廉；通过动态调节脉冲输出的占空比并实时检测电压比较器输出端的状态，从而获得被测电压的大小。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种信号检测电路，其特征在于，包括微处理器、电压比较单元和脉冲输出单元，所述微处理器的脉冲输出端口与所述脉冲输出单元的输入端口相连，所述脉冲输出单元的输出端口与所述电压比较单元的正相输入端连接，所述电压比较单元的输出端与所述微处理器IO端口连接。
2.如权利要求1所述的一种信号检测电路，其特征在于，所述脉冲输出单元包括电阻R1和电容C1，其中所述电阻R1的一端与所述微处理器的脉冲输出端口连接，所述电阻R1的另一端与所述电容C1连接，所述电容C1的另一端与电路的参考点位端连接。
3.如权利要求2所述的一种信号检测电路，其特征在于，所述电压比较单元包括电压比较器OP、电容C2和电容C3，所述电压比较器OP的正相输入端与所述电容C1连接，所述电压比较器OP的负相输入端与被检测电压信号和所述电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电路的参考电位端连接，所述电容C2的一端与所述电压比较器OP的驱动电源的正极连接，所述电容C2的另一端与所述电压比较器OP的驱动电源的负极连接。
4.如权利要求1所述的一种信号检测电路，其特征在于，所述微处理器包括MCU处理器，所述MCU处理器包括IO端口PA0和IO端口PA1。
5.如权利要求4所述的一种信号检测电路，其特征在于，所述I0端口PA0输出一个脉冲信号，所述脉冲信号经过所述脉冲输出单元的滤波后，变成一个直流电压。
6.如权利要求5所述的一种信号检测电路，其特征在于，所述脉冲信号被设置为占空比可变。
7.如权利要求5所述的一种信号检测电路，其特征在于，所述直流电压被设置为作为参考电压与被测电压信号进行比较，比较的结果反馈到所述微处理器的IO端口PA1。
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