CN204836131U - 一种高电平有效开关输入信号采集电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高电平有效开关输入信号采集电路，包括：开关输入电路、基准电压电路、比较器和I/O接口，所述开关输入电路与比较器的负输入端电连接，所述基准电压电路与比较器的正输入端电连接，所述比较器的输出端与I/O接口电连接。采用本实用新型所提供的技术方案，能够在开关触点由于使用时间较长或环境影响导致接触阻抗变大时，仍然能够准确地获取到相应的高电平信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车自动控制技术领域，尤其涉及一种高电平有效开关输入信号采集电路。
背景技术
在汽车自动控制技术中，经常采用开关作为输入信号，利用开关的闭合和断开状态控制信号的输出。当开关使用时间较长及环境(潮湿、高温等)影响会使开关触点接触阻抗变大，从而导致开关闭合时，无法采集到信号。图1是现有技术中低电平有效开关输入信号采集电路的组成示意图，由图1可以看出，低电平有效开关输入信号采集电路，包括：输入开关K1、电阻R1、电阻R2、I/O接口、第一电源和第一接地端，所述第一电源与所述输入开关K1的一侧相连，所述输入开关K1的一侧分别与下拉电阻R1和所述I/O接口相连，所述下拉电阻R1的另一侧与第一接地端连接，开关K1作为控制器的输入，当K1断开时，A点电压为低电平，通过限流电阻R2输入到I/O口，I/O接口所采集到的电平为低电平；当开关K1闭合时，A点电压为高电平，通过电阻R2输入到I/O口，I/O接口所采集到的电平为低电平。通过开关的闭合和断开状态的改变，进而实现控制信号的输出。
但在实际使用中，当开关使用时间较长及环境(潮湿、高温等)影响开关触点，使得开关触点接触阻抗变大，其实际效果如图2所示，所述开关相当于一个理想开关和一个电阻串联，当开关闭合时，由于开关接触电阻变大，A点电压不再是第一电源电压，而是经过输入开关阻抗电阻分压后的电压值，当接触电阻变化到一定程度，I/O接口将无法采集到高电平信号。
发明内容
有鉴于此，本实用新型提出一种高电平有效开关输入信号采集电路，以实现在开关触点接触阻抗变大时，仍然能够有效的采集到高电平信号。
为达此目的，本实用新型提供了一种高电平有效开关输入信号采集电路，所述高电平有效开关输入信号采集电路，包括：
开关输入电路、基准电压电路、比较器和I/O接口，所述开关输入电路与比较器的负输入端电连接，所述基准电压电路与比较器的正输入端电连接，所述比较器的输出端与I/O接口电连接。
进一步的，所述开关输入电路包括：第一电源、输入开关、第一电阻和第二电阻，所述第一电源与所述输入开关的第一端电连接，所述输入开关的第二端与第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端接地，所述输入开关的第二端与第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述比较器的负输入端电连接。
进一步的，所述基准电压电路包括：第二电源，所述第二电源与与所述比较器的正输入端电连接，所述第二电源所输出的电压为第一电源所输出的电压的0.5倍。
进一步的，所述基准电压电路包括：第二电源、第三电阻和第四电阻，所述第二电源所输出的电压与第一电源所输出的电压相等，所述第二电源与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端与第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端接地，所述比较器的正输入端与所述第三电阻的第二端电连接。
更进一步的，所述的电路还包括：第五电阻，所述第五电阻的第一端与比较器的输出端电连接，所述第五电阻的第二端与I/O接口电连接。
采用本实用新型所提供的技术方案，在闭合输入开关时，通过分压电阻的电压值与预设的电压值进行比较，通过比较器输出相应的高电平信号，使得在开关触点接触阻抗变大的情况下，通过捕捉到分压电阻的电压值的变化，使得比较器能够准确地输出高电平信号。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是现有技术中高电平有效开关输入信号采集电路的组成示意图；
图2是现有技术中高电平有效开关输入信号采集电路的实际效果示意图；
图3是本实用新型提供的高电平有效开关输入信号采集电路的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
如图3所示，一种低电平有效开关输入信号采集电路，包括：开关输入电路、基准电压电路、比较器和I/O接口，其中，开关输入电路包括：第一电源、输入开关K1、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电源与所述输入开关K1的第一端电连接，所述输入开关K1的第二端与第一电阻R1的第一端电连接，所述第一电阻R1的第二端接地，所述输入开关K1的第二端与第二电阻R2的第一端电连接，所述第二电阻R2的第二端与所述比较器U1的负输入端电连接。
所述基准电压电路包括：第二电源，所述第二电源与所述比较器U1的正输入端电连接，所述比较器U1的输出端与I/O接口电连接。
在输入开关K1断开时，第一电源无法与电阻R1和R2导通，比较器U1的负输入端电压为A点电压，即电压为零，比较器U1的正输入端为第二电源所输出的电压，比较器U1的负输入端的电压低于比较器U1正输入端的电压，比较器U1的输出端输出低电平，I/O接口采集的电平为低电平；当开关K1闭合时，由于输入开关K1的阻抗分走部分电压，A点电压下降为下拉电阻R1两侧的电压，比较器U1的正输入端电压为下拉电阻R1两侧的电压。比较器U1的负输入端仍为第二电源所输出的电压，由于第二电源所输出的电压不大于第一电源所输出的电压，且K1的阻抗电压远小于下拉电阻R1，即A点电压大于第二电源所输出的电压，比较器U1的正输入端的电压高于比较器U1负输入端的电压，比较器U1的输出端输出高电平，I/O接口采集的电平为高电平。
在本实施例的一个优选的实施方式中，可以将所述第二电源电压设定为第一电源电压的0.5倍。由于K1的阻抗电压很难达到与下拉电阻R1相等，所述A点的电压低于0.5倍的第一电源电压时，可以认为是干扰，外部开关输入的信号为无效信号。通过将所述第二电源输出的电压设定为第一电源输出的电压的0.5倍，可以将A点的电压门限值设定为设定为第一电源所输出电压的1/2。，也可根据设置选择不同的电压门限，电压门限设置的越高，越可以更好的采集到的开关信号；门限设置的越低，抗干扰能力越好。所以最好的平衡点就是第一电源所输出电压的1/2。
在本实施例的另一个优先的实施方式中，所述基准电压电路还包括：第二电源、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第二电源所输出电压与第一电源所输出电压相等，所述第二电源与所述第三电阻R3的第一端电连接，所述第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端电连接，所述第四电阻R4的第二端接地，所述比较器U1的正输入端与所述第三电阻R3的第二端电连接。通过选取不同阻值的电阻R3和R4，可以设定相应的电压门限。例如，R3的电阻值为R4的3倍，则设定的门限为第一电源所输出电压的1/4优选的，最好将门限设定为第一电源所输出电压的1/2，即所述分压电阻R3和R4的电阻值相等。
在本实施例的另一个优先的实施方式中，所述的电路还包括：所述电路还包括：第五电阻R5，所述第五电阻R5的第一端与比较器U1的输出端电连接，所述第五电阻的第二端与I/O接口电连接。通过增加限流电阻R5，能够使I/O接口所接收到的电平信号更加平稳，减小负载电流。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，包括：开关输入电路、基准电压电路、比较器和I/O接口，所述开关输入电路与比较器的负输入端电连接，所述基准电压电路与比较器的正输入端电连接，所述比较器的输出端与I/O接口电连接。
2.根据权利要求1所述的高电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，所述开关输入电路包括：第一电源、输入开关、第一电阻和第二电阻，所述第一电源与所述输入开关的第一端电连接，所述输入开关的第二端与第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端接地，所述输入开关的第二端与第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述比较器的负输入端电连接。
3.根据权利要求1所述的高电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，所述基准电压电路包括：第二电源，所述第二电源与所述比较器的正输入端电连接，所述第二电源所输出的电压为第一电源所输出的电压的0.5倍。
4.根据权利要求1所述的高电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，所述基准电压电路包括：第二电源、第三电阻和第四电阻，所述第二电源所输出的电压与第一电源所输出的电压相等，所述第二电源与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端与第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端接地，所述比较器的正输入端与所述第三电阻的第二端电连接。
5.根据权利要求4所述的高电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，所述第三电阻和第四电阻阻值相等。
6.根据权利要求1所述的高电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，所述的电路还包括：第五电阻，所述第五电阻的第一端与比较器的输出端电连接，所述第五电阻的第二端与I/O接口电连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109346341A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-15 | 南京优倍电气有限公司 | 一种避免开关触点氧化、生锈和附着油污导致误判的电路 |
| CN110769574A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-02-07 | 中航华东光电有限公司 | 双色电源指示灯控制电路、按键及机载显示器 |
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