CN205176537U - 一种单通道ad采样的组合开关控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种单通道AD采样的组合开关控制电路，包括MCU单元，与所述MCU单元依次连接的采样输入单元和组合开关，以及基准电源单元，与所述MCU单元和基准电源单元相连的电源控制单元，与所述MCU单元两两相连的多个功能单元，其中，所述采样输入单元仅与MCU单元的一个IO口连接；组合开关包含多个开关按键，其按键数与所述MCU单元所连接的多个功能单元数量相关。与现有技术相比，本实用新型具有有利于电路功能的扩展；有利于简化电路结构，降低电路复杂度和成本；有利于电源信号的稳定输出，且保证了电路的安全性等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制电路领域，具体地说是一种单通道AD采样的组合开关控制电路。
背景技术
在电动工具控制领域中，产品逐渐趋向于高集成度、高性价比和精益设计。对产品性能及功能要求也越来越多，但客户对产品外观则要求越小越好，这就对产品的研发设计造成困难。目前，一般保护板或电机控制都需要有电量指示功能，电机ON/OFF功能，电机高速／低速档位控制功能，低功耗休眠，以及其它一些人机信息交换，包括产品信息追溯，当前状态记忆，数据存储，数据查询等信息。而针对这种需要较多不同功能按键输入产品，目前较常用的设计方案是一个按键对应一个IO检测口，但是，这样实现起来就需要占用较多的MCU硬件IO资源，使得产品在结构、电路方案复杂度和成本方面都比较高，不利于精益设计。
发明内容
针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题是提供一种单通道AD采样的组合开关控制电路，利用MCU单元的单一IO口进行AD采样，整合N个按键输入实现多种不同功能。
为了解决上述问题，本实用新型的单通道AD采样的组合开关控制电路，包括MCU单元，与所述MCU单元依次连接的采样输入单元和组合开关，以及基准电源单元，与所述MCU单元和基准电源单元相连的电源控制单元，与所述MCU单元两两相连的多个功能单元，其中，所述采样输入单元仅与MCU单元的一个IO口连接；组合开关包含多个开关按键，其按键数与所述MCU单元所连接的多个功能单元数量相关。
优选的，所述的多个功能单元包括电量显示单元，数据信息交换单元，电机运行状态指示单元以及电机驱动单元。
优选的，所述的基准电源单元包含一LDO稳压元件。
优选的，所述的电源控制单元中，电源正极通过开关元件Q1，二极管D1以及电阻R3与所诉基准电源单元的输入端连接，其中，开关元件Q1的控制端通过电阻R8和开关元件Q2接地;所述MCU单元的信号输出端口CON通过电阻R7、电容C11、二极管D4和电阻R18接地，二极管D4的阳极和电容C11之间的节点通过电阻R17接地，所述二极管D4和电阻R18之间的节点通过电阻R14与开关元件Q2的控制端连接；所述开关元件Q1的控制端还通过稳压二极管D3、电阻R9和电阻R13分别与采样输入单元的输入端和组合开关相连接。
优选的，所述的采样输入单元中，信号端口KEY_AD通过二极管D5分别与电源控制单元和组合开关连接。
优选的，所述的组合开关包含多个开关按键，每个开关按键均通过一电阻连接至所述电源控制单元和采样输入单元，每个开关按键的另一端均接地。
优选的，所述的开关元件为三极管、MOS管或继电器。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
一、仅使用单一的IO口资源，释放多个IO口的占用，有利于电路功能的扩展。
二、有利于简化电路结构，降低电路复杂度和成本，有利于精益设计。
三、采用稳压元件进行电源信号的输出控制，有利于电源信号的稳定输出，且保证了电路的安全性。
附图说明
图1为本实用新型实施的单通道AD采样的组合开关控制电路原理框图。
图2为本实用新型实施的单通道AD采样的组合开关主要的控制电路图。
图3为本实用新型实施的MCU单元及其周边电路图。
图4为本实用新型实施的电源控制控制单元内部电路图。
图5为本实用新型实施的采样输入单元的内部电路图。
图6为本实用新型实施的组合开关的内部电路图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
本实用新型的具体实施方式如图1～图6所示，一种单通道AD采样的组合开关3控制电路，包括MCU单元1，与MCU单元1依次连接的采样输入单元2和组合开关3，以及基准电源单元4，与MCU单元1和基准电源单元4相连的电源控制单元5，与MCU单元1两两相连的多个功能单元，其中，采样输入单元2仅与MCU单元1的一个IO口连接；组合开关3包含多个开关按键，其按键数与MCU单元1所连接的多个功能单元数量相关。多个功能单元包括电量显示单元6，数据信息交换单元7，电机运行状态指示单元8以及电机驱动单元9。具体如图1所示。
图2所示为本实施例主要的控制电路。包括了基准电源单元4、电源控制单元5、采样输入单元2以及组合开关3的内部电路图。而MCU单元1及其周边电路的具体连接关系如图3所示。
其中，基准电源单元4包含一LDO稳压元件。
电源控制单元5中，电源正极通过开关元件Q1，二极管D1以及电阻R3与所诉基准电源单元4的输入端连接，其中，开关元件Q1的控制端通过电阻R8和开关元件Q2接地;MCU单元1的信号输出端口CON通过电阻R7、电容C11、二极管D4和电阻R18接地，二极管D4的阳极和电容C11之间的节点通过电阻R17接地，二极管D4和电阻R18之间的节点通过电阻R14与开关元件Q2的控制端连接；开关元件Q1的控制端还通过稳压二极管D3、电阻R9和电阻R13分别与采样输入单元2的输入端和组合开关3相连接，具体如图4所示。
采样输入单元2中，信号端口KEY_AD通过二极管D5分别与电源控制单元5和组合开关3连接，具体如图5所示。
组合开关3包含多个开关按键，每个开关按键均通过一电阻连接至电源控制单元5和采样输入单元2，每个开关按键的另一端均接地，具体如图6所示。其中，组合开关3的每个开关按键从上到下对应的功能分别是：ON/OFF电源键、电量指示功能键、电机ON/OFF键、电机高速档位控制键、电机低速挡位控制键、低功耗休眠功能键、数据信息交换功能键。
开关元件可以为三极管、MOS管或继电器。在本实施例中，开关元件Q1选用MOS管，开关元件选用三极管。需要说明的是，这不应作为对本实用新型保护范围i额的限制，而应是其中的一种最优实施方式。
本实施例的控制电路具体工作原理如下：
当ON/OFF电源键闭合，通过电阻R22、电阻R13、电阻R9、电阻R4、二极管D3、电容C14、电容C16和电容C3，使得MOS管Q1导通，然后通过二极管D1、电阻R3、电容C6,电容C7和电容C8给稳压元件U2提供电压，使得稳压元件U2输出5V电源信号VCC，并将该电源信号给MCU单元1U1供电，使得电路进入正常工作状态。
然后再通过电阻R8、电阻R14、电阻R18、电阻R17、电阻R7、电容C15、电容C11、二极管D4以及三极管Q2，使得MOS管Q1一直处于导通状态，让电基准电源单元4进入自锁工作状态。
此时，通过关闭组合开关3中的其他开关按键，并通过采样输入单元2采集相应的电压信息，MCU单元1进行检测并识别，最后执行相应的功能输出。
其中，MCU单元1进行检测并识别的过程可描述如下：
S1.MCU单元采用内部VREF或外部VREF作为点好端口KEY_AD的采样基准电压。
S2.将VREF电压分成若干等份，用于识别开关按键，即开关按键的输入对应的不同的电压信息。
本实施例中，开关按键从上到下对应的电压值分别为0.45V、0.82V、1.13V、1.4V、1.64V、1.85V、2.03V。
S3.MCU单元通过检测信号端口KEY_AD输入的电压信息，识别对应哪个开关按键的输入；
S4.识别所闭合的开关按键对应具体的功能后，MCU单元执行相应的产品功能。
需要说明的是，在本实施例中，未详细展开进行阐述的地方，均为本领域技术人员可根据现有公知常识与实践经验来实现，具体为多个功能单元：电量显示单元6，数据信息交换单元7，电机运行状态指示单元8以及电机驱动单元9；MCU周边电路的设计等。
以上所述为本实用新型的较佳实施方式，并非对本实用新型作任何形式上的限制。需要说明的是，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种单通道AD采样的组合开关控制电路，包括MCU单元（1），与所述MCU单元依次连接的采样输入单元（2）和组合开关（3），以及基准电源单元（4），其特征在于：还包括与所述MCU单元和基准电源单元相连的电源控制单元（5），与所述MCU单元两两相连的多个功能单元，其中，所述采样输入单元仅与MCU单元的一个IO口连接；组合开关包含多个开关按键，其按键数与所述MCU单元所连接的多个功能单元数量相关。
2.根据权利要求1所述的单通道AD采样的组合开关控制电路，其特征在于，所述的多个功能单元包括电量显示单元（6），数据信息交换单元（7），电机运行状态指示单元（8）以及电机驱动单元（9）。
3.根据权利要求2所述的单通道AD采样的组合开关控制电路，其特征在于，所述的基准电源单元（4）包含一LDO稳压元件。
4.根据权利要求3所述的单通道AD采样的组合开关控制电路，其特征在于，所述的电源控制单元（5）中，电源正极通过开关元件Q1，二极管D1以及电阻R3与所诉基准电源单元的输入端连接，其中，开关元件Q1的控制端通过电阻R8和开关元件Q2接地;所述MCU单元的信号输出端口CON通过电阻R7、电容C11、二极管D4和电阻R18接地，二极管D4的阳极和电容C11之间的节点通过电阻R17接地，所述二极管D4和电阻R18之间的节点通过电阻R14与开关元件Q2的控制端连接；所述开关元件Q1的控制端还通过稳压二极管D3、电阻R9和电阻R13分别与采样输入单元的输入端和组合开关相连接。
5.根据权利要求4所述的单通道AD采样的组合开关控制电路，其特征在于，所述的采样输入单元（2）中，信号端口KEY_AD通过二极管D5分别与电源控制单元和组合开关连接。
6.根据权利要求5所述的单通道AD采样的组合开关控制电路，其特征在于，所述的组合开关（3）包含多个开关按键，每个开关按键均通过一电阻连接至所述电源控制单元和采样输入单元，每个开关按键的另一端均接地。
7.根据权利要求6所述的单通道AD采样的组合开关控制电路，其特征在于，所述的开关元件为三极管、MOS管或继电器。
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|---|---|---|---|---|
| CN107728046A (zh) * | 2017-07-04 | 2018-02-23 | 合肥合大智能科技有限公司 | 一种组合开关电性能检测仪 |
| CN112379254A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-19 | 昌辉汽车电气系统（安徽）有限公司 | 一种汽车组合开关档位的判断电路及其方法 |
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