CN201464618U - 一种开关量检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于检测领域，提供了一种开关量检测电路，所述开关量检测电路包括单片机，电路还包括第一采集电路和第二采集电路，两个采集电路分别至少包括一个接单片机的端口的输出端，两个采集电路的每个输出端分别作为多个采集端的共同输出端，两个采集电路的多个采集端分别接不同的待检测开关，单片机根据两个采集电路的输出端输出的电平信号检测各个待检测开关的开关状态。这样开关量检测电路在检测很多个开关时，可以减少占用单片机的端口数，并且不必采用多路选一模拟开关，因此电路结构简单，成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型属于检测领域，尤其涉及一种开关量检测电路。
背景技术
在现有技术领域中，如要检测多通道开关量，常用两种方案来实现：第一种是将各开关分别接单片机的I/O口，如果开关需要与单片机系统隔离，那么在开关与单片机系统之间加光电耦合器即可，图一示出了现有第一种开关量检测电路的结构；第二种方案是增加一个多路选一的模拟开关，将各开关接到多路选一模拟开关上，再连接到单片机的I/O口，通过单片机的I/O口发送一个时序信号给多路选一模拟开关，来逐步扫描各开关的状态，如果开关需要与单片机系统隔离，那么也可在开关与多路选一模拟开关之间加光电耦合器即可，图二示出了现有第二种开关量检测电路的结构。
实际应用中，需要检测的多路开关量比较多时，例如需要检测36路开关时，如果采用第一种方案实现，需要36个光电耦合器和占用单片机的36个I/O口，而单片机的I/O口资源非常有限，实际应用中很难满足此需求，为解决第一种方案中单片机的I/O口资源非常有限的问题，可通过第二种方案来解决，增加多路选一模拟开关来扩展单片机的I/O口资源。但目前市场上常见的模拟开关有四选一、八选一以及十六选一开关，基本上很难找到超过十六路通道以上选一的模拟开关，因此如果要检测36路开关量时，必须再增加若干个模拟开关，这就使得配套电路变得复杂，成本增加。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种开关量检测电路，旨在解决现有的开关量检测电路存在占用单片机的多个端口以及配套电路复杂，成本高的问题。
本实用新型是这样实现的，一种开关量检测电路，所述电路包括单片机，所述电路还包括第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路和第二采集电路分别至少包括一个接所述单片机的端口的输出端，所述第一采集电路和第二采集电路的每个输出端分别作为多个采集端的共同输出端，所述第一采集电路和第二采集电路的多个采集端分别接不同的待检测开关，所述单片机根据第一采集电路和第二采集电路的输出端输出的电平信号检测各个待检测开关的开关状态。
上述结构中，所述第一采集电路包括n路子采集电路和n个接所述单片机的端口的输出端，n为大于1的整数，每路子采集电路对应连接一个输出端，每路子采集电路包括m个采集端，m为大于1的整数，与所述第一采集电路连接的开关形成n行m列的矩阵。
上述结构中，所述第二采集电路包括m路子采集电路和m个接所述单片机的端口的输出端，m为大于1的整数，每路子采集电路对应连接一个输出端，每路子采集电路包括n个采集端，n为大于1的整数，与所述第二采集电路连接的开关形成m行n列的矩阵，并且与所述第一采集电路连接的开关形成的矩阵互为逆矩阵。
上述结构中，所述采集端设置有二极管，所述二极管的阳极接所述采集端的输入端，所述二极管的阴极接所述采集端的输出端.
上述结构中，所述每路子采集电路都设置一光电耦合器，所述光电耦合器的输入端接所述采集端的输出端，所述光电耦合器的输出端接所述单片机的端口。
上述结构中，所述采集端的输出端与光电耦合器的输入端之间连接有限流电阻。
上述结构中，所述光电耦合器的输出端与单片机的端口之间的连接点通过上拉电阻接电源。
在本实用新型中，开关量检测电路包括第一采集电路、第二采集电路和单片机，两个采集电路分别至少包括一个接单片机的端口的输出端，两个采集电路的每个输出端分别作为多个采集端的共同输出端，两个采集电路的多个采集端分别接不同的待检测开关，单片机根据两个采集电路的输出端输出的电平信号检测各个待检测开关的开关状态，这样开关量检测电路在检测很多个开关时，可以减少占用单片机的端口数，并且不必采用多路选一模拟开关，因此电路结构简单，成本低廉。
附图说明
图1是现有第一种开关量检测电路的结构图；
图2是现有第二种开关量检测电路的结构图；
图3是本实用新型实施例提供的开关量检测电路的结构图；
图4是本实用新型实施例提供的开关的排列图；
图5是本实用新型实施例提供的端口与开关之间的逻辑关系图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
开关量检测电路包括单片机，电路还包括第一采集电路和第二采集电路，第一采集电路和第二采集电路分别至少包括一个接单片机的端口的输出端，第一采集电路和第二采集电路的每个输出端分别作为多个采集端的共同输出端，第一采集电路和第二采集电路的多个采集端分别接不同的待检测开关，单片机根据第一采集电路和第二采集电路的输出端输出的电平信号检测各个待检测开关的开关状态。这样开关量检测电路在检测很多个开关时，可以减少占用单片机的端口数，并且不必采用多路选一模拟开关，因此电路结构简单，成本低廉。
图3示出了本实用新型实施例提供的开关量检测电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。
开关量检测电路包括单片机U1，电路还包括第一采集电路X和第二采集电路Y，第一采集电路X包括4路子采集电路和4个接单片机U1的端口的输出端，每路子采集电路对应连接一个输出端，每路子采集电路包括4个采集端，其中，第一路子采集电路包括采集端Key1、Key2、Key3、Key4，第二路子采集电路包括采集端Key5、Key6、Key7、Key8，第三路子采集电路包括采集端Key9、Key10、Key11、Key12，第四路子采集电路包括采集端Key13、Key14、Key15、Key16，采集端Key1-Key16的输入端分别与16路开关K1～K16连接，图4示出了本实用新型实施例提供的开关的排列结构，16路开关K1～K16中每一个开关的一端连接电源端Vcc，另一端连接与每个开关相对应的采集端，当开关闭合时，采集端与电源端Vcc连通.与第一采集电路X连接的开关形成4行4列的矩阵，第一路子采集电路的采集端Key1、Key2、Key3、Key4的输出端同时与单片机U1的X1端连接，第二路子采集电路的采集端Key5、Key6、Key7、Key8的输出端同时与单片机U1的X2端连接，第三路子采集电路的采集端Key9、Key10、Key11、Key12的输出端同时与单片机U1的X3端连接，第四路子采集电路的采集端Key13、Key14、Key15、Key16的输出端同时与单片机U1的X4端连接.
第二采集电路Y包括4路子采集电路和4个接单片机U1的端口的输出端，每路子采集电路对应连接一个输出端，每路子采集电路包括4个采集端，其中，第一路子采集电路包括采集端Key1、Key5、Key9、Key13，第二路子采集电路包括采集端Key2、Key6、Key10、Key14，第三路子采集电路包括采集端Key3、Key7、Key11、Key15，第四路子采集电路包括采集端Key4、Key8、Key12、Key16，采集端Key1-Key16的输入端分别与16路开关K1～K16连接，与第二采集电路Y连接的开关形成4行4列的矩阵，并且与第一采集电路X连接的开关形成的矩阵互为逆矩阵，第一路子采集电路的采集端Key1、Key5、Key9、Key13的输出端同时与单片机U1的Y1端连接，第二路子采集电路的采集端Key2、Key6、Key10、Key14的输出端同时与单片机U1的Y2端连接，第三路子采集电路的采集端Key3、Key7、Key11、Key15的输出端同时与单片机U1的Y3端连接，第四路子采集电路的采集端Key4、Key8、Key12、Key16的输出端同时与单片机U1的Y4端连接。
作为本实用新型一实施例，每路子采集电路的采集端设置有二极管，二极管的阳极接采集端的输入端，二极管的阴极接采集端的输出端，二极管的作用是限制电流单向流动，每路子采集电路都设置一光电耦合器，光电耦合器的输入端接采集端的输出端，光电耦合器的输出端接单片机U1的端口，光电耦合器作用是为了使各开关与单片机U1隔开，采集端的输出端与光电耦合器的输入端之间连接有限流电阻，光电耦合器的输出端与单片机U1的端口之间的连接点通过上拉电阻接+5V电源。
下面以开关量检测电路检测16路开关K1～K16的开关状态为例，说明其工作过程。
例如，当第6路开关K6闭合时，与第6路开关K6连接的第一采集电路X和第二采集电路Y的采集端Key6同时与电源端Vcc连通，在第一采集电路X中，与采集端Key6相连接的光电耦合器的输入端会有电源输入，从而使光电耦合器的输出端逻辑电平由高电平变为低电平，则单片机U1的X2端就能检测到低电平，而在第二采集电路Y中，与采集端Key6相连接的光电耦合器的输入端也会有电源输入，从而使光电耦合器的输出端逻辑电平由高电平变为低电平，则单片机U1的Y2端就能检测到低电平。这样通过设置单片机U1里的程序，检测单片机U1的X1端～X4端和Y1端～Y4端就能分别判断出16路开关K1～K16的开关状态，图5示出了本实用新型实施例提供的端口与开关之间的逻辑关系，Kn＝1(0＜n＜＝16)，表示Kn开关状态为关闭状态，Xp|Yq＝0(0＜p，q＜＝4)在数字电路中表示“或”逻辑，“0”为逻辑低电平，即Xp、Yq都为逻辑低电平。
如果检测36路开关时，只需要将36路开关分成两个互为逆矩阵的6行6列矩阵，然后采用两个采集电路分别对其进行采集。
在本实用新型实施例中，开关量检测电路包括第一采集电路、第二采集电路和单片机，两个采集电路分别至少包括一个接单片机的端口的输出端，两个采集电路的每个输出端分别作为多个采集端的共同输出端，两个采集电路的多个采集端分别接不同的待检测开关，单片机根据两个采集电路的输出端输出的电平信号检测各个待检测开关的开关状态，这样开关量检测电路在检测很多个开关时，可以减少占用单片机的端口数，并且不必采用多路选一模拟开关，因此电路结构简单，成本低廉.
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种开关量检测电路，所述电路包括单片机，其特征在于，所述电路还包括第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路和第二采集电路分别至少包括一个接所述单片机的端口的输出端，所述第一采集电路和第二采集电路的每个输出端分别作为多个采集端的共同输出端，所述第一采集电路和第二采集电路的多个采集端分别接不同的待检测开关，所述单片机根据第一采集电路和第二采集电路的输出端输出的电平信号检测各个待检测开关的开关状态。
2.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述第一采集电路包括n路子采集电路和n个接所述单片机的端口的输出端，n为大于1的整数，每路子采集电路对应连接一个输出端，每路子采集电路包括m个采集端，m为大于1的整数，与所述第一采集电路连接的开关形成n行m列的矩阵。
3.如权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述第二采集电路包括m路子采集电路和m个接所述单片机的端口的输出端，m为大于1的整数，每路子采集电路对应连接一个输出端，每路子采集电路包括n个采集端，n为大于1的整数，与所述第二采集电路连接的开关形成m行n列的矩阵，并且与所述第一采集电路连接的开关形成的矩阵互为逆矩阵。
4.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述采集端设置有二极管，所述二极管的阳极接所述采集端的输入端，所述二极管的阴极接所述采集端的输出端。
5.如权利要求2或3所述的检测电路，其特征在于，所述每路子采集电路都设置一光电耦合器，所述光电耦合器的输入端接所述采集端的输出端，所述光电耦合器的输出端接所述单片机的端口。
6.如权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述采集端的输出端与光电耦合器的输入端之间连接有限流电阻。
7.如权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述光电耦合器的输出端与单片机的端口之间的连接点通过上拉电阻接电源。
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