CN110673013A - 一种开关以及开关线路的自动检测方法及装置 - Google Patents

一种开关以及开关线路的自动检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆电路检测技术领域，尤其涉及一种开关以及开关线路的自动检测方法。包括以下步骤：S1，轻触开关检测时，分压电阻R1的两个接脚分别与开关的两个接脚相关联；S2，INT脚连接到MCU并产生高低电平中断变化；S3，MCU通过所述开关检测前和检测时AD接脚电压来判断开关的状态。本发明实施例提供自动检测方法，通过开关检测前和检测时AD接脚电压与正常状态下开关检测前和检测时AD接脚电压来做比较分析，判断开关的状态；能够自动检测开关故障或者开关线路故障，提高故障检测效率。

Description

一种开关以及开关线路的自动检测方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆电路检测技术领域，尤其涉及一种开关以及开关线路的自动检测方法及装置。
背景技术
为了保证车辆驾驶的安全，不管是二轮车，还是四轮车，均需要对各开关以及整个开关线路进行检测，检测开关是否失效，或者当开关失效时，是开关故障原因，还是线路故障原因，均要求能检测出来，方便技术人员快速准确的故障定位，进行维修。
目前常见检测技术可以检测到开关失效，但是，对开关内部触点接触电阻过大、进液体等，等均不好自动识别出来；同时，也不能自动识别出是线路损坏，还是开关故障；就是能识别出来，要另外加识别线成本较高；另外，常见识别开关好坏的方法也有用AD转换原理来识别，但是非常占用CPU的时间，而且不能极时响应开关动作信息。
发明内容
为克服现有技术存在的缺陷，本发明实施例提供一种开关以及开关线路的自动检测方法及装置，能够自动检测开关故障或者开关线路故障，提高故障检测效率。
一方面，本发明实施例提供一种开关以及开关线路的自动检测方法，包括以下步骤：
S1，轻触开关检测时，分压电阻R1的两个接脚分别与所述开关的两个接脚相关联；
S2，INT脚连接到MCU并产生高低电平中断变化；所述INT为连接到MCU的信号输入中断脚，所述MCU内配置弱下拉电阻R3和强上拉电阻R4分别与INT脚和AD接脚对应连接；
S3，所述MCU通过所述开关轻触前和轻触时AD接脚电压来判断开关的状态。
其中，所述分压电阻R1的选型方式满足：
VDD>R1\(R1+R2+R4)*VDD-0.3V>2.2V
其中，所述VDD为工作电压，0.3V二极管D1的常规压降，所述锗型二极管D1负极与所述INT脚输入端连接，与所述INT脚输入端连接，分压电阻R2的输出端与所述AD接脚输入端连接。
其中，所述分压电阻R2的选型方式满足：
IuA<(VDD-0.3V)*(R1+R2)/(R2+R4+R1)<ImA
其中，所述ImA指的MCU的IO脚通过的最大电流，0.3V为二极管D2的常规压降，所述二极管D2为锗型二极管，所述二极管D2正极连接所述分压电阻R2的输入端；所述二极管D2负极连接二极管D1正极；所述IuA指的是MCU模数转换时的最小电流。
其中，所述AD接脚的电压VAD计算公式：
VAD＝VDD*(R1+R2)/(R1+R2+R4)；
计算记录正常状态下和检测时所述开关轻触前和轻触时的AD接脚的电压VAD。
其中，轻触所述开关检测时，所述AD接脚的电压VAD与工作电压VDD相等，表示所述开关断路；
所述开关检测之前或所述开关检测时，所述AD接脚的电压VAD范围在正常状态下开关检测前AD接脚电压和正常状态下开关检测时AD接脚电压之间时，表示开关被氧化；
所述开关检测之前，检测记录所述AD接脚的电压VAD范围在正常状态下开关检测前AD接脚电压和正常状态下开关检测时AD接脚电压之间时，表示开关或者开关线路上有液体浸入。
另一方面，本发明实施例提供一种开关以及开关线路的自动检测装置，其特征在于，包括：
开关控制模块，用于轻触开关时，分压电阻R1的两个接脚分别与所述开关的两个接脚相关联；
开关检测模块，用于INT脚连接到MCU并产生高低电平中断变化；所述INT为连接到MCU的信号输入中断脚，所述MCU内配置弱下拉电阻R3和强上拉电阻R4分别与INT脚和AD接脚对应连接；所述MCU通过所述开关轻触前和轻触时AD接脚电压来判断开关的状态。
其中，所述开关控制模块(1)输出端与所述的开关检测模块(2)的INT脚之间连接二极管D1；所述开关控制模块(1)输出端与所述的开关检测模块(2)的AD脚之间连接二极管D2和分压电阻R2；所述二极管D1和二极管D2均为锗型二极管。
其中，所述分压电阻R1的选型方式满足：
VDD>R1\(R1+R2+R4)*VDD-0.3V>2.2V
其中，所述VDD为工作电压，0.3V二极管D1的常规压降。
所述分压电阻R2的选型方式满足：
IuA<(VDD-0.3V)*(R1+R2)/(R2+R4+R1)<ImA
其中，所述ImA指的MCU的IO脚通过的最大电流，0.3V为二极管D2的常规压降；所述IuA指的是MCU模数转换时的最小电流。
其中，所述AD接脚的电压VAD计算公式：
VAD＝VDD*(R1+R2)/(R1+R2+R4)；
计算记录正常状态和检测时所述开关轻触前和轻触时的AD接脚的电压VAD。
其中，轻触所述开关检测时，所述AD接脚的电压VAD与工作电压VDD相等，表示所述开关断路；
所述开关检测之前或所述开关检测时，所述AD接脚的电压VAD范围在正常状态下开关检测前AD接脚电压和正常状态下开关检测时AD接脚电压之间时，表示开关被氧化；
所述开关检测之前，检测记录所述AD接脚的电压VAD范围在正常状态下开关检测前AD接脚电压和正常状态下开关检测时AD接脚电压之间时，表示开关或者开关线路上有液体浸入。
本发明实施例提供一种开关以及开关线路的自动检测方法及装置，通过开关轻触前和轻触时AD接脚电压与正常状态下开关轻触前和轻触时AD接脚电压来做比较分析，判断开关的状态；能够自动检测开关故障或者开关线路故障，提高故障检测效率；当有开关动作时，INT脚产生高低电平中断变化，能实时响应开关动作信息；同时，结构简单，成本低廉。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例方法流程示意图；
图2为本发明实施例常开型开关结构示意图；
图3为本发明实施例常闭型开关结构示意图；
图4为本发明实施例方法结构示意图；
附图标记：
开关控制模块-1 开关检测模块-2。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
图1为本发明实施例方法流程示意图；如图1所示，包括以下步骤：
S1，轻触开关时，分压电阻R1的两个接脚分别与所述开关的两个接脚相关联；
S2，INT脚连接到MCU并产生高低电平中断变化；所述INT为连接到MCU的信号输入中断脚，所述MCU内配置弱下拉电阻R3和强上拉电阻R4分别与INT脚和AD接脚对应连接；
S3，所述MCU通过所述开关轻触前和轻触时AD接脚电压来判断开关的状态。
具体地，轻触开关时，分压电阻R1的两个接脚分别关联开关的两个接脚上，因为中断脚INT，在软件初始化参数配置为高低电平变化中断；所述的开关包括常开开关和常闭开关；所述MCU内部由软件配置弱下拉电阻R3和强上拉电阻R4分别与INT脚和AD接脚对应连接，所以，当开关轻触时，不论是常开开关，还是常闭开关，INT脚均会有一个电平跳变，如果是常开开关，那么当按键轻触时，INT脚为高电平跳变到低电平，产生中断；如果是常闭开关，那么INT脚电平为从低电平到高电平的跳变；产生中断；一旦发生开关动作时，能实时响应开关动作信息；所述MCU内部通过开关轻触前轻触时AD接脚电压与正常状态AD接脚电压比较分析，判断开关的状态。
本发明实施例提供一种开关以及开关线路的自动检测方法，通过开关轻触前和轻触时AD接脚电压与正常状态下开关轻触前和轻触时AD接脚电压来做比较分析，判断开关的状态；能够自动检测开关故障或者开关线路故障，提高故障检测效率。
进一步地，分压电阻R1的选型方式满足：
VDD>R1\(R1+R2+R4)*VDD-0.3V>2.2V
其中，VDD为工作电压，0.3V二极管D1的常规压降，锗型二极管D1的负极与所述INT脚输入端连接，分压电阻R2的输出端与AD接脚输入端连接。
进一步地，分压电阻R2的选型方式满足：
IuA<(VDD-0.3V)*(R1+R2)/(R2+R4+R1)<ImA
其中，所述ImA指的MCU的IO脚通过的最大电流，0.3V为二极管D2的常规压降，所述二极管D2为锗型二极管，所述二极管D2正极连接所述分压电阻R2的输入端；所述二极管D2负极连接二极管D1的正极；所述IuA指的是MCU模数转换时的最小电流。
进一步地，AD接脚的电压VAD计算公式：
VAD＝VDD*(R1+R2)/(R1+R2+R4)；
计算记录正常状态下所述开关轻触前和轻触时的AD接脚的电压VAD。
进一步地，轻触所述开关检测时，所述AD接脚的电压VAD与工作电压VDD相等，表示所述开关断路；
所述开关检测之前或所述开关检测时，所述AD接脚的电压VAD范围在正常状态下开关检测前AD接脚电压和正常状态下开关检测时AD接脚电压之间时，表示开关被氧化；
所述开关检测之前，检测记录所述AD接脚的电压VAD范围在正常状态下开关检测前AD接脚电压和正常状态下开关检测时AD接脚电压之间时，表示开关或者开关线路上有液体浸入。
基于上述实施例，进一步举例说明，使本发明技术方案更清楚；图2为本发明实施例常开型开关结构示意图；如图2所示，D1、R1器件选型方法：VDD>R1\(R1+R2+R4)*VDD-0.3V>2.2V。此处VDD工作电压为3.3V，0.3V为锗型二极管D1的常规压降。R4为MCU内部配置的电阻，配置为强上拉电阻，不同类型的MCU内部配置的电阻阻值不一样，在本实施例中，为150欧姆。分压电阻R1选型方法等价于3.3>R1\(R1+R2+150)*3<2.2；
R2器件选型方法：IuA<(VDD-0.3V)*(R1+R2)/(R2+R4+R1)<ImA；由于不同的MCU内，IO脚通过的最大电流不同，MCU的IO脚通过的最大电流ImA具体可以从MCU规格书上可以查得到，本实施例定为10MA；锗型二极管D2常规压降为0.3V；MCU模数转换时的最小电流IuA定为100uA，那么R2的选型方法等价于：100*10-6<((VDD-0.3V)*(R1+R2)/(R2+150+R1)<10*10-3；
根据上述公式要求，R1\R2阻值大小可以取:R1＝600欧，R2＝60欧，R4＝150；
因此，正常时，常开开关SW1检测前，此时AD1接脚电压：
VAD1＝VDD*(R1+R2)/(R1+R2+R4)＝3.3*(600+60)/(600+60+150)＝2.69伏；
正常时，常开开关SW1检测时，此时AD1接脚电压：
VAD1＝VDD*(R1+R2)/(R1+R2+R4)＝3.3*R2/(R2+R4)＝0.94V；
具体在检测时，轻触常开开关SW1，AD1接脚电压VAD1＝VDD＝3.3V；也就是说，等于R1从电路中断开；当检测到电压等于3.3V，即表示开关断路；
当轻触常开开关SW1时，SW1就有接触电阻，假设此时接触电阻为RSW＝60欧；此时，开关组件A1的总电阻：
RA1＝(R1*RSW)/(R1+RSW)＝(600*60)/(600+60)＝54.5欧；
那么VAD1＝VDD*(RA1+R2)/(RA1+R2+R4)＝3.3*(54.5+60)/(54.5+60+150)＝1.42V；也就是说，如果此时0.94伏<VAD1<2.69伏时，说明开关被氧化；电压值和0.94伏越接近，表示开关触点被氧化程度得越利害；
当常开开关SW1检测前，先检测VAD1的电压，如果0.94伏<VAD1<2.69伏，则表示开关或者开关线路上有液体浸入；检测方法同开关触点氧化检测方法相同。
图3为本发明实施例常闭型开关结构示意图；如图3所示，正常时，常闭开关SW2检测前，此时AD2接脚电压：
VAD2＝VDD*(R1+R2)/(R1+R2+R4)＝3.3*R2/(R2+R4)＝0.94V
正常时，轻触常闭开关SW2，此时AD2接脚电压：
VAD2＝VDD*(R1+R2)/(R1+R2+R4)＝3.3*(600+60)/(600+60+150)＝2.69伏
具体在检测时，轻触常闭开关SW2，AD2接脚电压VAD2＝VDD＝3.3V；也就是说，等于R1从电路中断开；当检测到电压等于3.3V，即表示开关断路；
当轻触常闭开关SW2时，此AD2接脚电压：
VAD2＝VDD*(R1+R2)/(R1+R2+R4)＝3.3*(600+60)/(600+60+150)＝2.69伏；假如开关触点被氧化，那么，常闭开关SW2没有开始检测之前，SW2有接触电阻，设此时接触电阻为RSW＝60欧；此时，开关组件A1的总电阻：RA1＝(R1*RSW)/(R1+RSW)＝(600*60)/(600+60)＝54.5欧；
那么VAD2＝VDD*(RA1+R2)/(RA1+R2+R4)＝3.3*(54.5+60)/(54.5+60+150)＝1.42V；也就是说，当常闭开关SW2没有检测之前，此时0.94伏<VAD2<2.69伏时，说明开关被氧化；电压值和2.69伏越接近，表示开关触点被氧化程度得越利害；
当常闭开关SW2被检测之前，先检测VAD2的电压，采用液体均有导通电阻的原理，如果0.94伏<VAD2<2.69伏，则表示开关或者开关线路上有液体浸入；检测方法同开关触点氧化检测方法相同。
本发明实施例提供一种开关以及开关线路的自动检测方法，通过开关检测前和检测时AD接脚电压与正常状态下开关检测前和检测时AD接脚电压来做比较分析，判断开关的状态；能够自动检测开关故障或者开关线路故障，提高故障检测效率；当有开关动作时，INT脚产生高低电平中断变化，能实时响应开关动作信息；同时，结构简单，成本低廉。
图4为本发明实施例方法结构示意图；如图4所示，包括：
开关控制模块1，用于轻触开关时，分压电阻R1的两个接脚分别与所述开关的两个接脚相关联；
开关检测模块2，用于INT脚连接到MCU并产生高低电平中断变化；所述INT为连接到MCU的信号输入中断脚，所述MCU内配置弱下拉电阻R3和强上拉电阻R4分别与INT脚和AD接脚对应连接；所述MCU通过所述开关轻触前和轻触时AD接脚电压来判断开关的状态。
本发明实施例提供一种开关以及开关线路的自动检测装置，通过开关检测前和检测时AD接脚电压与正常状态下开关检测前和检测时AD接脚电压来做比较分析，判断开关的状态；能够自动检测开关故障或者开关线路故障，提高故障检测效率。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种开关以及开关线路的自动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，轻触开关检测时，分压电阻R1的两个接脚分别与所述开关的两个接脚相关联；
S2，INT脚连接到MCU并产生高低电平中断变化；所述INT为连接到MCU的信号输入中断脚，所述MCU内配置弱下拉电阻R3和强上拉电阻R4分别与INT脚和AD接脚对应连接；
S3，所述MCU通过所述开关轻触前和轻触时AD接脚电压来判断开关的状态。
2.根据权利要求1所述的一种开关以及开关线路的自动检测方法，其特征在于，所述分压电阻R1的选型方式满足：
VDD>R1\(R1+R2+R4)*VDD-0.3V>2.2V
其中，所述VDD为工作电压，0.3V二极管D1的常规压降，所述锗型二极管D1负极与所述INT脚输入端连接，分压电阻R2的输出端与所述AD接脚输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种开关以及开关线路的自动检测方法，其特征在于，所述分压电阻R2的选型方式满足：
IuA<(VDD-0.3V)*(R1+R2)/(R2+R4+R1)<ImA
其中，所述ImA指的MCU的IO脚通过的最大电流，0.3V为二极管D2的常规压降，所述二极管D2为锗型二极管，所述二极管D2正极连接所述分压电阻R2的输入端；所述二极管D2负极连接二极管D1的正极；所述IuA指的是MCU模数转换时的最小电流。
4.根据权利要求3所述的一种开关以及开关线路的自动检测方法，其特征在于，所述AD接脚的电压VAD计算公式：
VAD＝VDD*(R1+R2)/(R1+R2+R4)；
计算记录正常状态和检测时所述开关轻触前和轻触时的AD接脚的电压VAD。
5.根据权利要求4所述的一种开关以及开关线路的自动检测方法，其特征在于，轻触所述开关检测时，所述AD接脚的电压VAD与工作电压VDD相等，表示所述开关断路；
所述开关检测之前或所述开关检测时，所述AD接脚的电压VAD范围在正常状态下开关检测前AD接脚电压和正常状态下开关检测时AD接脚电压之间时，表示开关被氧化；
所述开关检测之前，检测记录所述AD接脚的电压VAD范围在正常状态下开关检测前AD接脚电压和正常状态下开关检测时AD接脚电压之间时，表示开关或者开关线路上有液体浸入。
6.一种开关以及开关线路的自动检测装置，其特征在于，包括：
开关控制模块(1)，轻触开关检测时，分压电阻R1的两个接脚分别与所述开关的两个接脚相关联；
开关检测模块(2)，INT脚连接到MCU并产生高低电平中断变化；所述INT为连接到MCU的信号输入中断脚，所述MCU内配置弱下拉电阻R3和强上拉电阻R4分别与INT脚和AD接脚对应连接；所述MCU通过所述开关轻触前和轻触时AD接脚电压来判断开关的状态。
7.根据权利要求6所述的一种开关以及开关线路的自动检测装置，其特征在于，所述开关控制模块(1)输出端与所述的开关检测模块(2)的INT脚之间连接二极管D1；所述开关控制模块(1)输出端与所述的开关检测模块(2)的AD脚之间连接二极管D2和分压电阻R2；所述二极管D1和二极管D2均为锗型二极管。
8.根据权利要求7所述的一种开关以及开关线路的自动检测装置，其特征在于，所述分压电阻R1的选型方式满足：
VDD>R1\(R1+R2+R4)*VDD-0.3V>2.2V
其中，所述VDD为工作电压，0.3V二极管D1的常规压降。
所述分压电阻R2的选型方式满足：
IuA<(VDD-0.3V)*(R1+R2)/(R2+R4+R1)<ImA
其中，所述ImA指的MCU的IO脚通过的最大电流，0.3V为二极管D2的常规压降；所述IuA指的是MCU模数转换时的最小电流。
9.根据权利要求8所述的一种开关以及开关线路的自动检测装置，其特征在于，所述AD接脚的电压VAD计算公式：
VAD＝VDD*(R1+R2)/(R1+R2+R4)；
计算记录正常状态和检测时所述开关轻触前和轻触时的AD接脚的电压VAD。
10.根据权利要求9所述的一种开关以及开关线路的自动检测装置，其特征在于，轻触所述开关检测时，所述AD接脚的电压VAD与工作电压VDD相等，表示所述开关断路；
所述开关检测之前或所述开关检测时，所述AD接脚的电压VAD范围在正常状态下开关检测前AD接脚电压和正常状态下开关检测时AD接脚电压之间时，表示开关被氧化；
所述开关检测之前，检测记录所述AD接脚的电压VAD范围在正常状态下开关检测前AD接脚电压和正常状态下开关检测时AD接脚电压之间时，表示开关或者开关线路上有液体浸入。
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