CN109406862B - 一种兼容高低有效电平的开关量检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种兼容高低有效电平的开关量检测电路，包括IO检测芯片和至少一个信号调理电路，所述信号调理电路的输入端用于连接高有效开关或低有效开关，所述信号调理电路的输出端连接所述IO检测芯片的输入端，所述IO检测芯片的输出端用于连接ECU的输入端。本发明无需更改ECU内部硬件即可有效检测高低有效电平。

Description

一种兼容高低有效电平的开关量检测电路
技术领域
本发明涉及发动机控制技术领域，更具体地说，它涉及一种兼容高低有效电平的开关量检测电路。
背景技术
在目前的发动机ECU以及汽车电控系统，因为硬件的成本、以及实现技术复杂的原因，在实际应用中很少有同时兼容高低电平检测、低成本、可靠性高的方法。目前市场上实际应用的方案是，ECU只能检测一种电平信号；当需求发生变化时，如从高电平有效变为低电平有效，或者从低电平有效变为高电平有效时，就需要更改ECU内部硬件，变更周期很长；从经济性上分析，仅仅为了切换高低有效的开关量信号更改ECU硬件，会导致ECU硬件版本多，生成、管理成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明提供一种无需更改ECU内部硬件即可有效检测高低有效电平的兼容高低有效电平的开关量检测电路。
本发明的技术方案是：一种兼容高低有效电平的开关量检测电路，包括IO检测芯片和至少一个信号调理电路，所述信号调理电路的输入端用于连接高有效开关或低有效开关，所述信号调理电路的输出端连接所述IO检测芯片的输入端，所述IO检测芯片的输出端用于连接ECU的输入端。
作为进一步地改进，所述的信号调理电路包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管，所述第一电容的一端分别连接所述第一二极管的阴极、第二二极管的阳极后形成所述信号调理电路的输入端，所述第一电容的另一端接地，所述第一二极管的阳极分别连接所述第二电容的一端、第一电阻的一端、第二电阻的一端后形成所述信号调理电路的输出端，所述第二二极管的阴极连接所述第一电阻的另一端，所述第二电容的另一端、第二电阻的另一端接地。
进一步地，所述的IO检测芯片为型号为MC33972的芯片。
进一步地，所述的IO检测芯片与所述的ECU之间通过SPI总线通信连接。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有的优点为：
1、通过信号调理电路读取高低有效的开关量信号，并通过IO检测芯片将开关量信号信息传递给ECU，无需更改ECU内部硬件即可有效检测高低有效电平；
2、通过成本低的阻容器件，搭配IO检测芯片，最大可支持22路的高有效开关或低有效开关电路，平均每路端口的成本更低，比目前常见方案更加具有成本优势；
3、信号调理电路对外部输入的信号进行滤波防抖，限流，能提高IO检测芯片对高低有效电平检测的稳定性。
附图说明
图1为本发明的电路图。
其中：U1-IO检测芯片、A-信号调理电路、S1-低有效开关、S2-高有效开关、C1-第一电容、C2-第二电容、R1-第一电阻、R2-第二电阻、D1-第一二极管、D2-第二二极管。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
参阅图1，一种兼容高低有效电平的开关量检测电路，包括IO检测芯片U1和至少一个信号调理电路A，信号调理电路A的输入端用于连接高有效开关S2或低有效开关S1，信号调理电路A的输出端连接IO检测芯片U1的输入端，IO检测芯片U1的输出端用于连接ECU的输入端；通过信号调理电路A读取高低有效的开关量信号，并通过IO检测芯片U1将开关量信号信息传递给ECU，无需更改ECU内部硬件即可有效检测高低有效电平。
信号调理电路A包括第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1、第二二极管D2，第一电容C1的一端分别连接第一二极管D1的阴极、第二二极管D2的阳极后形成信号调理电路A的输入端，第一电容C1的另一端接地，第一二极管D1的阳极分别连接第二电容C2的一端、第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端后形成信号调理电路A的输出端，第二二极管D2的阴极连接第一电阻R1的另一端，第二电容C2的另一端、第二电阻R2的另一端接地；信号调理电路A对外部输入的信号进行滤波防抖，限流，能提高IO检测芯片对高低有效电平检测的稳定性。
IO检测芯片U1为型号为MC33972的芯片，其内部提供可配置的上拉电阻和下拉电阻，能有效检测高低有效电平，稳定性好，能降低对设计制造的成本；对于低有效开关，还可以配置湿电流(wetting current)，即开关触点关闭时的导通电流，有利于解决触点氧化的问题；通过成本低的阻容器件，搭配IO检测芯片U1，最大可支持22路的高有效开关或低有效开关电路，平均每路端口的成本更低，比目前常见方案更加具有成本优势。
IO检测芯片U1与ECU之间通过SPI总线通信连接，传输速度快，稳定性好。
本发明的工作原理是：
1、当输入开关量为高有效时，比如S2，此时通过软件配置IO检测芯片U1，使得其SP0端口内部为高阻状态，当S2接通时，24V通过调理电路A的第一电阻R1、第二电阻R2进行分压，输入到SP0端口，识别为高电平；当S2断开时，调理电路A的第二电阻R2将SP0端口电压拉低，输入到SP0端口，识别为低电平；
2、当输入开关量为低有效时，比如S1，此时通过软件配置IO检测芯片U1，使得其SP0端口内部为上拉状态，当S1接通时，内部上拉通过第一二极管D1将SP0端口电压拉低，SP0端口约0.7V，识别为低电平；当S1断开时，由于内部上拉为高电平，SP0端口则识别为高电平；
3、IO检测芯片U1通过SPI总线通信将开关量信号信息传递给ECU。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (2)

1.一种兼容高低有效电平的开关量检测电路，其特征在于：包括IO检测芯片（U1）和至少一个信号调理电路（A），所述信号调理电路（A）的输入端用于连接高有效开关（S2）或低有效开关（S1），所述信号调理电路（A）的输出端连接所述IO检测芯片（U1）的输入端，所述IO检测芯片（U1）的输出端用于连接ECU的输入端；
所述的信号调理电路（A）包括第一电容（C1）、第二电容（C2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一二极管（D1）、第二二极管（D2），所述第一电容（C1）的一端分别连接所述第一二极管（D1）的阴极、第二二极管（D2）的阳极后形成所述信号调理电路（A）的输入端，所述第一电容（C1）的另一端接地，所述第一二极管（D1）的阳极分别连接所述第二电容（C2）的一端、第一电阻（R1）的一端、第二电阻（R2）的一端后形成所述信号调理电路（A）的输出端，所述第二二极管（D2）的阴极连接所述第一电阻（R1）的另一端，所述第二电容（C2）的另一端、第二电阻（R2）的另一端接地；
所述的IO检测芯片（U1）为型号为MC33972的芯片；
当输入开关量为高有效时，此时通过软件配置IO检测芯片（U1），使得其SP0端口内部为高阻状态，当高有效开关（S2）接通时，24V通过信号调理电路（A）的第一电阻（R1）、第二电阻（R2）进行分压，输入到SP0端口，识别为高电平；当高有效开关（S2）断开时，信号调理电路（A）的第二电阻（R2）将SP0端口电压拉低，输入到SP0端口，识别为低电平；
当输入开关量为低有效时，此时通过软件配置IO检测芯片（U1），使得其SP0端口内部为上拉状态，当低有效开关（S1）接通时，内部上拉通过第一二极管（D1）将SP0端口电压拉低，SP0端口约0.7V，识别为低电平；当低有效开关（S1）断开时，由于内部上拉为高电平，SP0端口则识别为高电平。
2.根据权利要求1所述的一种兼容高低有效电平的开关量检测电路，其特征在于：所述的IO检测芯片（U1）与所述的ECU之间通过SPI总线通信连接。
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