CN110753278A - 一种io口多路复用线路 - Google Patents
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Abstract
一种IO口多路复用线路，包括：N个信号接收端，用于接收N个输入信号；每一所述信号接收端与每一所述输入信号一一对应连接；N个方波发生器，用于接收N个所述信号接收端上的N个所述输入信号，并将N个所述输入信号转换为N个互不相同的方波信号；每一所述方波发生器与每一所述信号接收端一一对应连接；IO口，用于接收N个所述方波信号；所述IO口分别与N个所述方波发生器连接；识别器，用于接收所述IO口上的N个所述方波信号，并利用自身中断对N个所述方波信号进行计数，以识别N个所述输入信号。本发明提供的一种IO口多路复用线路，可以通过一个IO口同时侦测两个或以上的输入信号，无需增加通道切换信号或通讯转换芯片即可侦测多个输入信号。
Description
技术领域
本发明属于信号侦测线路技术领域，具体涉及一种IO口多路复用线路。
背景技术
在信号侦测线路中，常采用DSP/MCU对信号进行侦测，具体方式为：
(1)针对多个信号，采用多个IO口对多个信号进行侦测，并将信号传输给DSP/MCU；
(2)利用线选芯片，切换各个通道分别侦测，或利用I2C等通讯总线将多个输入信号的电平传送给DSP/MCU。
但是这种方式具有如下缺点：
(1)需要在DSP/MCU脚位处设置多个IO口，需要配备多个零部件；
(2)需要切换通道进行侦测，方式较为复杂，容易导致混乱。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种IO口多路复用线路，包括：
N个信号接收端，用于接收N个输入信号；每一所述信号接收端与每一所述输入信号一一对应连接；
N个方波发生器，用于接收N个所述信号接收端上的N个所述输入信号，并将N个所述输入信号转换为N个互不相同的方波信号；每一所述方波发生器与每一所述信号接收端一一对应连接；
IO口，用于接收N个所述方波信号；所述IO口分别与N个所述方波发生器连接；
识别器，用于接收所述IO口上的N个所述方波信号，并利用自身中断对N个所述方波信号进行计数，以识别N个所述输入信号。
优选地，所述识别器包括DSP或MCU。
优选地，所述方波发生器包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容和比较器，其中，所述第一二极管的阳极接地而阴极与所述信号接收端连接，所述第二二极管的阳极与所述信号接收端连接而阴极与第一正电位连接，所述第一电阻的第一端与第二正电位连接而第二端与所述第二电阻的第一端和所述比较器的正极输入端分别连接，所述第二电阻的第二端与所述信号接收端连接，所述第三电阻的第一端与所述比较器的正极输入端而第二端与所述IO口连接，所述比较器的负极输入端与所述第一电容的第一端和所述第四电阻的第一端分别连接，所述第一电容的第二端接地，所述第四电阻的第二端与所述IO口连接，所述比较器的输出端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述IO口连接。
优选地，所述比较器型号为LM2903。
优选地，所述第一正电位和所述第二正电位均为5V。
优选地，所述方波发生器包括第六电阻、第七电阻、第二电容、第三电容和振荡器，所述振荡器的VCC端分别与自身的RESET端、所述第六电阻的第一端、所述第七电阻的第一端和第三正电位连接，所述振荡器的CONT端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端接地，所述第六电阻的第二端分别与所述振荡器的DISCH端、THRES端和所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端接地，所述振荡器的OUT端分别与所述第七电阻的第二端和所述IO口连接，所述振荡器的TRIG端与所述信号接收端连接，所述振荡器的GND端接地。
优选地，所述振荡器的型号为NE555。
优选地，所述第三正电位的范围为5-15V。
优选地，在N个互不相同的所述方波信号中，任意两个所述方波信号的频率和占空比中的任一一个均互不相同。
优选地，当N为2时，在2个所述方波信号的频率中，较大的所述频率为较小的所述频率的至少3倍。
本发明提供的一种IO口多路复用线路，具有以下优势：
(1)利用该线路可以通过一个IO口同时侦测两个或以上的输入信号，不需要额外增加通道切换信号或通过通讯转换芯片侦测多个输入信号；
(2)减少IO口使用数量，节省处理器硬件资源，便于扩展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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是本发明提供的一种IO口多路复用线路的原理框图；
图2是本发明提供的一种IO口多路复用线路的连接示意图；
图3是本发明提供的一种IO口多路复用线路的方波发生器实施例1示意图；
图4是本发明提供的一种IO口多路复用线路的方波发生器实施例2示意图；
图5是本发明提供的一种IO口多路复用线路的实施例1连接示意图；
图6是本发明提供的一种IO口多路复用线路的实施例2连接示意图；
图7是本发明提供的一种IO口多路复用线路的实施例3连接示意图；
图8是本发明提供的一种IO口多路复用线路的实施例4连接示意图；
图9是本发明提供的一种IO口多路复用线路的波形示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1和2，本发明提供了一种IO口多路复用线路，包括：信号接收端、方波发生器、IO口和识别器，下面对各部分进行详细描述。
如图1和2，在本申请实施例中，本发明提供了一种IO口多路复用线路，包括：
N个信号接收端，用于接收N个输入信号；每一所述信号接收端与每一所述输入信号一一对应连接；
N个方波发生器，用于接收N个所述信号接收端上的N个所述输入信号，并将N个所述输入信号转换为N个互不相同的方波信号；每一所述方波发生器与每一所述信号接收端一一对应连接；
IO口，用于接收N个所述方波信号；所述IO口分别与N个所述方波发生器连接；
识别器，用于接收所述IO口上的N个所述方波信号，并利用自身中断对N个所述方波信号进行计数，以识别N个所述输入信号。
如图2，在本申请实施例中，所述识别器包括DSP或MCU。
如图3，在本申请实施例中，所述方波发生器包括第一二极管、第二二极管、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1和比较器U1A，其中，所述第一二极管的阳极接地而阴极与所述信号接收端连接，所述第二二极管的阳极与所述信号接收端连接而阴极与第一正电位连接，所述第一电阻R1的第一端与第二正电位连接而第二端与所述第二电阻R2的第一端和所述比较器U1A的正极输入端分别连接，所述第二电阻R2的第二端与所述信号接收端连接，所述第三电阻R3的第一端与所述比较器U1A的正极输入端而第二端与所述IO口连接，所述比较器U1A的负极输入端与所述第一电容C1的第一端和所述第四电阻R4的第一端分别连接，所述第一电容C1的第二端接地，所述第四电阻R4的第二端与所述IO口连接，所述比较器U1A的输出端与所述第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述IO口连接。当使用此方波发生器时，通过选择合适参数的电阻R1-R5和第一电容C1而产生实际需要的方波频率f和占空比D。
如图3，在本申请实施例中，所述比较器型号为LM2903，所述第一正电位和所述第二正电位均为5V。
如图4，在本申请实施例中，所述方波发生器包括第六电阻RA、第七电阻RL、第二电容、第三电容和振荡器，所述振荡器的VCC端分别与自身的RESET端、所述第六电阻RA的第一端、所述第七电阻RL的第一端和第三正电位连接，所述振荡器的CONT端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端接地，所述第六电阻RA的第二端分别与所述振荡器的DISCH端、THRES端和所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端接地，所述振荡器的OUT端分别与所述第七电阻RL的第二端和所述IO口连接，所述振荡器的TRIG端与所述信号接收端连接，所述振荡器的GND端接地。当使用此方波发生器时，通过选择合适参数的电阻RA、RL、第二电容和第三电容而产生实际需要的方波频率f和占空比D。
如图4，在本申请实施例中，所述振荡器的型号为NE555,所述第三正电位的范围为5-15V。
在本申请实施例中，在N个互不相同的所述方波信号中，任意两个所述方波信号的频率和占空比中的任一一个均互不相同，也即，当一个方波信号的频率f和占空比D与另一个方波信号的频率F和占空比d中任一一项不相同时，则这两个方波信号不相同。
如图5-9，为当N＝2时的实施例，下面对此申请的一种IO口多路复用线路的工作原理进行详细描述。
具体地，对于两个输入信号，则利用两个方波发生器产生两个方波信号，频率分别为f1和f2(其中较大的为较小的至少3倍，可以有较大的区别度)，占空比分别为D1和D2，则可以按照下面表格进行信号判别：
其中，“1”和“0”分别表示输入信号状态为“高电平”和“低电平”。
实施例1：
如图5所示，当输入信号1和2均为“1”时，方波发生器输出均为高电平，到IO口也为高电平，占空比为100％。
实施例2：
如图6和9所示，当输入信号1为“0”，输入信号2为“1”时，经过方波发生器后信号1变为频率为f1且占空比为D1的方波，信号2为高电平，两者接至一处后输入IO为频率为f1且占空比为D1的方波。
实施例3：
如图7和9所示，当输入信号1为“1”，输入信号2为“0”时，经过方波发生器后信号1还是维持高电平，信号2变为频率为f2且占空比为D2的方波，两者接至一处后输入IO为频率为f2且占空比为D2的方波。
实施例4：
如图8和9所示，当两路输入信号均为“0”时，经过方波发生器后信号1变为频率为f1且占空比为D1的方波，信号2变为频率为f2且占空比为D2的方波，两者接至一处后输入IO为占空比为D1*D2的波形。
所以当输入信号表现为不同电平时，最后输入IO口的信号占空比是各不相同的，识别器可以通过判断输入信号的占空比从而判断出输入信号1和2分别为何种电平，从而可以实现仅用一个IO口即可侦测多个输入信号状态。
当N＞2时依次类推，对于可侦测信号的最大个数可根据识别器(DSP或MCU)中断频率来自行确定。
本发明提供的一种IO口多路复用线路，具有以下优势：
(1)利用该线路可以通过一个IO口同时侦测两个或以上的输入信号，不需要额外增加通道切换信号或通过通讯转换芯片侦测多个输入信号；
(2)减少IO口使用数量，节省处理器硬件资源，便于扩展。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种IO口多路复用线路，其特征在于，包括：
N个信号接收端，用于接收N个输入信号；每一所述信号接收端与每一所述输入信号一一对应连接；
N个方波发生器，用于接收N个所述信号接收端上的N个所述输入信号，并将N个所述输入信号转换为N个互不相同的方波信号；每一所述方波发生器与每一所述信号接收端一一对应连接；
IO口，用于接收N个所述方波信号；所述IO口分别与N个所述方波发生器连接；
识别器，用于接收所述IO口上的N个所述方波信号，并利用自身中断对N个所述方波信号进行计数，以识别N个所述输入信号。
2.根据权利要求1所述的IO口多路复用线路，其特征在于，所述识别器包括DSP或MCU。
3.根据权利要求1所述的IO口多路复用线路，其特征在于，所述方波发生器包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容和比较器，其中，所述第一二极管的阳极接地而阴极与所述信号接收端连接，所述第二二极管的阳极与所述信号接收端连接而阴极与第一正电位连接，所述第一电阻的第一端与第二正电位连接而第二端与所述第二电阻的第一端和所述比较器的正极输入端分别连接，所述第二电阻的第二端与所述信号接收端连接，所述第三电阻的第一端与所述比较器的正极输入端而第二端与所述IO口连接，所述比较器的负极输入端与所述第一电容的第一端和所述第四电阻的第一端分别连接，所述第一电容的第二端接地，所述第四电阻的第二端与所述IO口连接，所述比较器的输出端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述IO口连接。
4.根据权利要求3所述的IO口多路复用线路，其特征在于，所述比较器型号为LM2903。
5.根据权利要求3所述的IO口多路复用线路，其特征在于，所述第一正电位和所述第二正电位均为5V。
6.根据权利要求1所述的IO口多路复用线路，其特征在于，所述方波发生器包括第六电阻、第七电阻、第二电容、第三电容和振荡器，所述振荡器的VCC端分别与自身的RESET端、所述第六电阻的第一端、所述第七电阻的第一端和第三正电位连接，所述振荡器的CONT端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端接地，所述第六电阻的第二端分别与所述振荡器的DISCH端、THRES端和所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端接地，所述振荡器的OUT端分别与所述第七电阻的第二端和所述IO口连接，所述振荡器的TRIG端与所述信号接收端连接，所述振荡器的GND端接地。
7.根据权利要求6所述的IO口多路复用线路，其特征在于，所述振荡器的型号为NE555。
8.根据权利要求6所述的IO口多路复用线路，其特征在于，所述第三正电位的范围为5-15V。
9.根据权利要求1所述的IO口多路复用线路，其特征在于，在N个互不相同的所述方波信号中，任意两个所述方波信号的频率和占空比中的任一一个均互不相同。
10.根据权利要求9所述的IO口多路复用线路，其特征在于，当N为2时，在2个所述方波信号的频率中，较大的所述频率为较小的所述频率的至少3倍。
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| CN201911203723.0A CN110753278A (zh) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | 一种io口多路复用线路 |
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|---|---|
| CN (1) | CN110753278A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112827020A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-05-25 | 北京谊安医疗系统股份有限公司 | 基于单io多模式的超声雾化器 |
| CN113867303A (zh) * | 2021-10-25 | 2021-12-31 | 杭州和利时自动化有限公司 | 一种io通道电路及dcs系统 |
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2019
- 2019-11-29 CN CN201911203723.0A patent/CN110753278A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN112827020A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-05-25 | 北京谊安医疗系统股份有限公司 | 基于单io多模式的超声雾化器 |
| CN113867303A (zh) * | 2021-10-25 | 2021-12-31 | 杭州和利时自动化有限公司 | 一种io通道电路及dcs系统 |
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