CN113467292A - 一种通用型仪表控制电路、控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及仪表电路技术领域，具体是一种通用型仪表控制电路、控制方法及装置，该通用型仪表控制电路，连接于电源接入端口和仪表供电端口，并通过引脚耦接处理单元，通用型仪表控制电路包括：启动开关，耦接电源接入端口及处理单元，用于控制处理单元的电流导通与断开；控制单元，耦接启动开关与处理单元，用于控制启动开关的导通与断开；工作开关，耦接启动开关、处理单元以及仪表供电端口，用于控制电源接入端口与仪表供电端口之间的导通与断开，仪表确定后，能够通过启动开关、工作开关和控制单元控制电源接入口与仪表供电端口之间的导通和断开，且能输出固定电压给仪表，当更换不同电池时，使用同一个仪表即可。

Description

一种通用型仪表控制电路、控制方法及装置

技术领域

本发明涉及仪表电路技术领域，具体地说，是一种通用型仪表控制电路、控制方法及装置。

背景技术

在特定领域中经常需要用到仪表，但是由于工作环境不同，不同仪表接入的电压也有所不同，目前基于不同的接入电压需要更换不同的仪表才能使用，因此在使用的过程中非常麻烦，碰到没有合适的仪表则无法使用。因此，如何通过控制电路让同一个仪表能够接入不同电压源使用正是本申请所考虑的问题所在。

为此，许多生产厂家和有识之士进行开发和研制，但至今尚未有较理想的产品面世。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种通用型仪表控制电路、控制方法及装置，通过控制电源接入口与仪表供电端口之间的导通和断开，使得电源输出端可以根据仪表用电标准提供相应的电压。

为实现上述目的，第一方面，本发明采取的技术方案是：一种通用型仪表控制电路，连接于电源接入端口和仪表供电端口，并通过引脚耦接处理单元，所述通用型仪表控制电路包括：

启动开关，耦接所述电源接入端口及所述处理单元，用于控制所述处理单元的电流导通与断开；

控制单元，耦接所述启动开关与所述处理单元，用于控制所述启动开关的导通与断开；

工作开关，耦接所述启动开关、处理单元以及所述仪表供电端口，用于控制所述电源接入端口与所述仪表供电端口之间的导通与断开。

所述工作开关包括第一开关和第二开关；

所述第一开关耦接所述启动开关、所述处理单元以及所述仪表供电端口，用于控制所述电源接入端口和所述仪表供电端口之间的导通与断开。

所述控制单元包括：

接地模块，耦接所述启动开关，用于将所述启动开关接地；

接地检测模块，耦接所述处理单元与所述接地模块，用于检测所述接地模块的接地时长。

所述接地模块包括磁珠FB2和二极管D4，所述磁珠FB2的一端连接至所述处理单元，另一端连接至二极管D4的负极，所述二极管D4的正极连接至所述启动开关。

本发明的第二方面，在此提供一种通用型仪表控制电路的控制方法，包括：

依据接地检测模块检测到的触发电路接地时长，判断所接收到的仪表控制指令；

依据所述仪表控制指令，传递一处理信号至所述处理单元；

所述处理单元依据所述处理信号控制一启动开关的断通，用以将一预设电压输出至所述仪表。

依据接地检测模块检测到的触发电路接地时长，判断所接收到的仪表控制指令的步骤包括：

当所述仪表的接地模块对地下拉后，所述接地检测模块对所述接地模块的接地时长开始检测，若检测所述接地模块的接地时长达到预设时长，则判定所接收到的仪表控制指令为开机指令。

依据所述仪表控制指令，传递一处理信号至所述处理单元的步骤包括：

当所述仪表所发出的仪表控制指令为开机指令，则控制所述处理单元开启所述仪表。

依据所述仪表控制指令，传递一处理信号至所述处理单元的步骤还包括：

当所述仪表处于开机状态，且再次发出仪表控制指令时，控制所述处理单元关闭所述仪表。

所述处理单元依据所述处理信号控制一启动开关的断通，用以将一预设电压输出至所述仪表的步骤包括：

当所述处理单元输出一高电平信号时，触发所述启动开关导通，用以控制所述仪表开启工作；

当所述处理单元输出一低电平信号时，触发所述启动开关关闭，用以控制所述仪表关闭工作。

本发明的第三方面，在此提供一种通用型仪表控制电路驱动装置，用以控制仪表的工作状态，包括：接地模块、接地检测模块、处理单元、启动开关模块及仪表电路模块；

所述接地模块与所述启动开关模块耦接，用以将所述启动开关模块接地；

所述接地检测模块与所述接地模块耦接，用以检测所述接地模块的接地时长；

所述处理单元与所述接地检测模块耦接，用以依据所述接地检测模块的检测时长，判断所接收到的仪表控制指令，控制所述启动开关的断通，并输出一预设电压至所述启动开关模块；

所述启动开关模块与所述处理单元以及所述电源供应模块耦接，用以依据所述处理单元所接收到的仪表控制指令，控制所述仪表电路模块的断通。

本发明优点在于：当仪表确定工作电压后，该通用型仪表控制电路能够通过启动开关、工作开关和控制单元控制电源接入口与仪表供电端口之间的导通和断开，在导通电源接入口与仪表供电端口后能输出固定电压给仪表，当更换不同电池时，使用同一个仪表即可。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中涉及的技术方案对应附图加以简单说明，显而易见的，本说明书中所描述的附图仅仅是本发明的一些可能的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出任何创造性劳动的基础上，可以依据以下附图获得与本发明技术方案相同或相似的其他附图。

图1为本发明一实施例通用型仪表控制电路的模块结构示意图；

图2为本发明一实施例通用型仪表控制电路的电路结构示意图；

图3为本发明一实施例控制方法的步骤流程图；

图4为本发明一实施例通用型仪表控制电路驱动装置的模块结构示意图。附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

电源接入端口1、仪表供电端口2、启动开关4、处理单元3、控制单元5、工作开关6、第一开关61、第二开关62、接地模块51、接地检测模块52、电源供应模块11、仪表电路模块7、启动开关模块41。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所描述的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本说明书中所描述的实施例仅是本发明的一部分可行技术方案，本领域普通技术人员基于本发明的实施例，在没有作出任何创造性劳动的基础上得到的其他实施例，应当视为属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中所使用的“第一”“第二”等描述仅用于描述目的，不应当理解为其指示或隐含指示所限定的技术特征的数量，由此，本说明书各实施例中限定有“第一”“第二”的特征可以表明包括至少一个该被限定的技术特征。

本说明书中所记载的本发明的各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为该技术方案的结合不存在。

如图1所示，本发明的第一个方面，提供一种通用型仪表控制电路，连接于电源接入端口1和仪表供电端口2，并通过引脚耦接处理单元3，所述通用型仪表控制电路包括：启动开关4，耦接所述电源接入端口1及所述处理单元3，用于控制所述处理单元3的电流导通与断开；控制单元5，耦接所述启动开关4与所述处理单元3，用于控制所述启动开关4的导通与断开；工作开关6，耦接所述启动开关4、处理单元3以及所述仪表供电端口2，用于控制所述电源接入端口1与所述仪表供电端口2之间的导通与断开。

使用时，通过控制单元5控制启动开关4导通后，电源接入端口1和处理单元3连通让处理单元3先得电，处理单元3得电后通过控制单元5判断是否导通工作开关6，当处理单元3判断为开启仪表时，则控制电源接入端口1和仪表供电端口2导通，让仪表得到工作所需固定电压。

所述工作开关6包括第一开关61和第二开关62；

所述第一开关61耦接所述启动开关4、所述处理单元3以及所述仪表供电端口2，用于控制所述电源接入端口1和所述仪表供电端口2之间的导通与断开。所述第二开关62耦接于启动开关4和处理单元3之间，用于控制启动开关4的导通和断开。

当处理单元3通过控制单元5判断为开启仪表时，则控制第一开关61和第二开关62都导通，第一开关61导通后能控制启动开关4持续导通，从而让电源接入端口1和处理单元3持续导通得电；第二开关62导通后能控制电源接入端口1和仪表供电端口2导通，从而让仪表得到固定电压并开始工作。

启动开关4和工作开关6均设置为为三极管。使用三极管作为开关可以方便处理单元3控制。

启动开关4设置为PNP复合型三极管，其发射极连接至电源接入端口1，其集电极连接至处理单元3，其基极连接至控制单元5。

第一开关61设置为NPN复合型三极管，其集电极连接至启动开关4和仪表供电端口2，其基极连接至处理单元3，其发射极接地。

第二开关62设置为NPN结构型三极管，其集电极连接至启动开关4，其基极连接至处理单元3，其发射极接地。

所述控制单元5包括：

接地模块51，耦接所述启动开关4，用于将所述启动开关4接地；

接地检测模块52，耦接所述处理单元3与所述接地模块51，用于检测所述接地模块51的接地时长。

所述接地模块51包括磁珠FB2和二极管D4，所述磁珠FB2的一端连接至所述处理单元3，另一端连接至二极管D4的负极，所述二极管D4的正极连接至所述启动开关4。

接地检测模块52包括二极管D5、电阻R15和电容C7，二极管D5的负极连接至二极管D4的负极，二极管D5的正极连接至电阻R15的一端、电容C7的一端和处理单元5，电阻R15的另一端连接至+3V3电源端口，电容C7的另一端接地。

上述处理单元3包括单片机或其他能起到控制作用的控制器。

优选地，还包括有转换芯片U1，转换芯片U1连接至仪表供电端口2，处理单元3为单片机，单片机上设置有MCU_IO1端口、MCU_IO2端口、power_MCU端口、MK等端口，启动开关4为三极管Q1，第一开关61为三极管Q2，第二开关62为三极管Q3，三极管Q1的发射极分别连接至VCC电源端口、电阻R2的一端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接至三极管Q1的基极，电阻R2的另一端连接至电容C1的一端，电容C1的另一端分别连接至三极管Q1的集电极和单片机的power_MCU端口；三极管Q1的集电极分别连接至电容C2的一端、转换芯片U1的VIN引脚、三极管Q2的集电极和转换芯片U1的EN引脚，电容C2的另一端连接至转换芯片U1的VC引脚；三极管Q1的基极连接至电阻R7的一端，电阻R7的另一端分别连接至三极管Q3的集电极和二极管D4的正极。

优选地，三极管Q2的基极分别连接至单片机的MCU_IO1端口和电阻R13的一端，电阻R13的另一端和三极管Q2的发射极共同接地。

优选地，三极管Q3的基极分别连接至电阻R12的一端和电阻R14的一端，电阻R12的另一端连接至单片机的MCU_IO1端口，三极管Q3发射极和电阻R14的另一端共同接地。

优选地，二极管D4的负极分别连接至磁珠FB2的一端和二极管D5的负极，磁珠FB2的另一端连接至仪表触发开关MK端口，二极管D5的正极分别连接至电阻R15的一端、电容C7的一端和单片机的MCU_IO2端口，电阻R15的另一端连接至+3V3电源端口，电容C7的另一端接地。

优选地，三极管Q1的集电极连接至电阻R10的一端，电阻R10的另一端分别连接至三极管Q2的集电极和转换芯片U1的EN引脚。

优选地，转换芯片U1为开关降压型DC-DC转换芯片。

为了使仪表能够受单片机控制开关机，必须使单片机首先工作，当MK端口经过仪表触发开关按下时，MK端口在仪表电路内部对地下拉，则VCC电压通过三极管Q1输出电压经降压后使得单片机工作，单片机工作时，会通过MCU_IO2端口检测到MK对地连接了一定时间，认为仪表处于开机状态，则触发MCU_IO1端口输出高电平信号，当仪表触发开关松开时，MCU_IO1端口触发三极管Q3导通，处于自锁状态，使得三极管Q1持续输出电压供给单片机和转换芯片U1，由于MCU_IO1端口此时也处于高电平，三极管Q2导通触发转换芯片U1能够开通，输出设计好的电压供给仪表使用。

当再次按下仪表触发开关时，MCU_IO2端口由3.3V电压转为0V，MCU_IO2端口检测MK端口对地下拉了多长时间，达到程序设计的时间后，MCU_IO2断开触发MCU_IO1端口输出低电平，从而触发三极管Q2和三极管Q3关闭，按键松开时，三极管Q1关闭，停止输出电压，三极管Q2关闭触发转换芯片U1停止工作，仪表关闭。

以上无论开机状态与关机状态，MCU_IO2端口检测的MK端口对地下拉时间都可以根据具体使用场景和使用习惯通过程序设定，仪表供电端口6输出电压也可以根据仪表工作电压设计所需灵活调节，此电路设计可以更换不同电压的电池，只需要一种仪表即可通用。

本发明的第二方面，在此提供一种通用型仪表控制电路的控制方法，包括：

依据接地检测模块52检测到的触发电路接地时长，判断所接收到的仪表控制指令；

依据所述仪表控制指令，传递一处理信号至所述处理单元3；

所述处理单元3依据所述处理信号控制一启动开关4的断通，用以将一预设电压输出至所述仪表。

依据接地检测模块52检测到的触发电路接地时长，判断所接收到的仪表控制指令的步骤包括：

当所述仪表的接地模块51对地下拉后，所述接地检测模块52对所述接地模块的接地时长开始检测，若检测所述接地模块51的接地时长达到预设时长，则判定所接收到的仪表控制指令为开机指令。

依据所述仪表控制指令，传递一处理信号至所述处理单元3的步骤包括：

当所述仪表所发出的仪表控制指令为开机指令，则控制所述处理单元3开启所述仪表。

依据所述仪表控制指令，传递一处理信号至所述处理单元3的步骤还包括：

当所述仪表处于开机状态，且再次发出仪表控制指令时，控制所述处理单元3关闭所述仪表。

所述处理单元依据所述处理信号控制一启动开关的断通，用以将一预设电压输出至所述仪表的步骤包括：

当所述处理单元3输出一高电平信号时，触发所述启动开关4导通，用以控制所述仪表开启工作；

当所述处理单元3输出一低电平信号时，触发所述启动开关4关闭，用以控制所述仪表关闭工作。

为了使仪表能够受单片机控制开关机，必须使单片机首先工作，当MK端口经过仪表触发开关按下时，MK端口在仪表电路内部对地下拉，则VCC电压通过三极管Q1输出电压经降压后使得单片机工作，单片机工作时，会通过MCU_IO2端口检测到MK对地连接了一定时间，认为仪表处于开机状态，则触发MCU_IO1端口输出高电平信号，当仪表触发开关松开时，MCU_IO1端口触发三极管Q3导通，处于自锁状态，使得三极管Q1持续输出电压供给单片机和转换芯片U1，由于MCU_IO1端口此时也处于高电平，三极管Q2导通触发转换芯片U1能够开通，输出设计好的电压供给仪表使用。

当再次按下仪表触发开关时，MCU_IO2端口由3.3V电压转为0V，MCU_IO2端口检测MK端口对地下拉了多长时间，达到程序设计的时间后，MCU_IO2断开触发MCU_IO1端口输出低电平，从而触发三极管Q2和三极管Q3关闭，按键松开时，三极管Q1关闭，停止输出电压，三极管Q2关闭触发转换芯片U1停止工作，仪表关闭。

本发明的第三方面，在此提供一种通用型仪表控制电路驱动装置，用以控制仪表的工作状态，包括：接地模块51、接地检测模块52、处理单元3、启动开关模块41、电源供应模块11及仪表电路模块7；

所述接地模块51与所述启动开关模块41耦接，用以将所述启动开关模块41接地；

所述接地检测模块52与所述接地模块51耦接，用以检测所述接地模块51的接地时长；

所述处理单元3与所述接地检测模块52耦接，用以依据所述接地检测模块52的检测时长，判断所接收到的仪表控制指令，控制所述启动开关的断通，并输出一预设电压至所述启动开关模块41；

所述启动开关模块41与所述处理单元3以及所述电源供应模块11耦接，用以依据所述处理单元3所接收到的仪表控制指令，控制所述仪表电路模块7的断通。

依据接地检测模块52检测到的触发电路接地时长，判断所接收到的仪表控制指令；

依据所述仪表控制指令，传递一处理信号至所述处理单元3；

所述处理单元3依据所述处理信号控制一启动开关4的断通，用以将一预设电压输出至所述仪表电路模块7。

当所述仪表的接地模块51对地下拉后，所述接地检测模块52对所述接地模块的接地时长开始检测，若检测所述接地模块51的接地时长达到预设时长，则判定所接收到的仪表控制指令为开机指令。

当所述仪表电路模块7所发出的仪表控制指令为开机指令，则控制所述处理单元3开启所述仪表电路模块7。

当所述仪表电路模块7处于开机状态，且再次发出仪表控制指令时，控制所述处理单元3关闭所述仪表电路模块7。

更具体的，当所述处理单元3输出一高电平信号时，触发所述启动开关4导通，用以控制所述仪表电路模块7开启工作；

当所述处理单元3输出一低电平信号时，触发所述启动开关4关闭，用以控制所述仪表电路模块7关闭工作。

以上开机与关机状态、接地检测模块52检测的接地模块51对地下拉时间都由程序设定可调，仪表电路模块7输出电压也由仪表设计所需可调，此电路设计可以更换不同的电压的电池，只需要一种仪表即可通用。

以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种通用型仪表控制电路，连接于电源接入端口和仪表供电端口，并通过引脚耦接处理单元，其特征在于：所述通用型仪表控制电路包括：

启动开关，耦接所述电源接入端口及所述处理单元，用于控制所述处理单元的电流导通与断开；

控制单元，耦接所述启动开关与所述处理单元，用于控制所述启动开关的导通与断开；

工作开关，耦接所述启动开关、处理单元以及所述仪表供电端口，用于控制所述电源接入端口与所述仪表供电端口之间的导通与断开。

2.根据权利要求1所述的一种通用型仪表控制电路，其特征在于：所述工作开关包括第一开关和第二开关；

所述第一开关耦接所述启动开关、所述处理单元以及所述仪表供电端口，用于控制所述电源接入端口和所述仪表供电端口之间的导通与断开。

3.根据权利要求1或2所述的一种通用型仪表控制电路，其特征在于：所述控制单元包括：

接地模块，耦接所述启动开关，用于将所述启动开关接地；

接地检测模块，耦接所述处理单元与所述接地模块，用于检测所述接地模块的接地时长。

4.根据权利要求1所述的一种通用型仪表控制电路，其特征在于：所述接地模块包括磁珠FB2和二极管D4，所述磁珠FB2的一端连接至所述处理单元，另一端连接至二极管D4的负极，所述二极管D4的正极连接至所述启动开关。

5.一种通用型仪表电路控制方法，其特征在于，包括：

依据接地检测模块检测到的触发电路接地时长，判断所接收到的仪表控制指令；

依据所述仪表控制指令，传递一处理信号至所述处理模块；

所述处理模块依据所述处理信号控制一启动开关的断通，用以将一预设电压输出至所述仪表。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：依据接地检测模块检测到的触发电路接地时长，判断所接收到的仪表控制指令的步骤包括：

当所述仪表的接地模块对地下拉后，所述接地检测模块对所述接地模块的接地时长开始检测，若检测所述接地模块的接地时长达到预设时长，则判定所接收到的仪表控制指令为开机指令。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：依据所述仪表控制指令，传递一处理信号至所述处理模块的步骤包括：

当所述仪表所发出的仪表控制指令为开机指令，则控制所述处理模块开启所述仪表。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：依据所述仪表控制指令，传递一处理信号至所述处理模块的步骤还包括：

当所述仪表处于开机状态，且再次发出仪表控制指令时，控制所述处理模块关闭所述仪表。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：所述处理模块依据所述处理信号控制一启动开关的断通，用以将一预设电压输出至所述仪表的步骤包括：

当所述处理模块输出一高电平信号时，触发所述启动开关导通，用以控制所述仪表开启工作；

当所述处理模块输出一低电平信号时，触发所述启动开关关闭，用以控制所述仪表关闭工作。

10.一种通用型仪表控制电路驱动装置，其特征在于，用以控制仪表的工作状态，包括：接地模块、接地检测模块、处理模块、启动开关模块及仪表电路模块；

所述接地模块与所述启动开关模块耦接，用以将所述启动开关模块接地；

所述接地检测模块与所述接地模块耦接，用以检测所述接地模块的接地时长；

所述处理模块与所述接地检测模块耦接，用以依据所述接地检测模块的检测时长，判断所接收到的仪表控制指令，控制所述启动开关的断通，并输出一预设电压至所述启动开关模块；

所述启动开关模块与所述处理模块以及所述电源供应模块耦接，用以依据所述处理模块所接收到的仪表控制指令，控制所述仪表电路模块的断通。

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