CN206820733U - 一种高可靠的三态电平识别装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型特别涉及一种高可靠的三态电平识别装置。该高可靠的三态电平识别装置，包括参考电压处理模块，输入信号处理模块，滤波处理模块，端口保护模块和信号处理处理单元，所述参考电压处理模块和输入信号处理模块均连接到滤波处理模块，滤波处理模块通过端口保护模块连接到信号处理处理单元的采样端口；所述参考电压处理模块和输入信号处理模块分别连接参考电压和输入信号。该高可靠的三态电平识别装置，无需改变硬件电路，即可实现对高电平、低电平、悬空三种输入信号的检测，成本低，易实现，移植性能好；同时，通过增加外部参考电压和AD端口采样，提高了采样的准确性，通过合理设置分压和增加滤波电路，提高了检测端口的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电平信号识别技术领域，特别涉及一种高可靠的三态电平识别装置。
背景技术
在电子产品中，对输入电平信号的检测是大多数设备都需要的功能。现在的设备一般都是针对不同的电平信号搭建不同的采样电路，从而实现对不同信号的采样检测，一旦采样逻辑发生变化，必须更改硬件电路才能正确识别新的逻辑电平，电平输入检测电路通用性较差。
基于上述问题，本实用新型设计了一种高可靠的三态电平识别装置，对输入电平信号进行处理，将输入的电平信号转换成处理器可识别的信号，无需更改硬件即可实现对不同电平信号的检测。旨在提高硬件电路的通用性，有效降低因电平逻辑变化导致的硬件改版情况。
发明内容
本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的高可靠的三态电平识别装置。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种高可靠的三态电平识别装置，其特征在于：包括参考电压处理模块，输入信号处理模块，滤波处理模块，端口保护模块和信号处理处理单元，所述参考电压处理模块和输入信号处理模块均连接到滤波处理模块，滤波处理模块通过端口保护模块连接到信号处理处理单元的采样端口；所述参考电压处理模块和输入信号处理模块分别连接参考电压和输入信号。
所述参考电压处理模块中设有分压电阻和隔离器件，所述分压电阻用于在输入信号为悬空状态时，保证参考电压输出到信号处理单元的检测信号介于高电平检测信号和零中间；所述隔离器件用于防止输入信号在参考电压为零时串入参考电压处理模块内部电路。
所述输入信号处理模块中设有分压电阻和稳压器件，所述分压电阻用于在输入信号为高电平时，保证输入信号输出到信号处理单元的检测信号电压不超过采样端口能检测的最高电压；所述稳压器件用于防止输入信号的高电平过高时导致检测端口的电压过高烧毁芯片。
所述滤波处理模块用于滤除高频干扰；所述端口保护模块通过限流和限压实现对采样端口的保护功能，防止输入电流过大损坏处理器；所述信号处理单元选择具有AD采样功能的单片机；所述采样端口使用具有AD采样功能的端口，根据输入信号的不同，识别高、低和悬空三种不同的端口状态。
本实用新型的有益效果是：该高可靠的三态电平识别装置，无需改变硬件电路，即可实现对高电平、低电平、悬空三种输入信号的检测，成本低，易实现，移植性能好；同时，通过增加外部参考电压和AD端口采样，提高了采样的准确性，通过合理设置分压和增加滤波电路，提高了检测端口的可靠性。
附图说明
附图1为本实用新型高可靠的三态电平识别装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
该高可靠的三态电平识别装置，包括参考电压处理模块，输入信号处理模块，滤波处理模块，端口保护模块和信号处理处理单元，所述参考电压处理模块和输入信号处理模块均连接到滤波处理模块，滤波处理模块通过端口保护模块连接到信号处理处理单元的采样端口；所述参考电压处理模块和输入信号处理模块分别连接参考电压和输入信号。
所述参考电压处理模块中设有分压电阻和隔离器件，所述分压电阻用于在输入信号为悬空状态时，保证参考电压输出到信号处理单元的检测信号介于高电平检测信号和零中间；所述隔离器件用于防止输入信号在参考电压为零时串入参考电压处理模块内部电路。
所述输入信号处理模块中设有分压电阻和稳压器件，所述分压电阻用于在输入信号为高电平时，保证输入信号输出到信号处理单元的检测信号电压不超过采样端口能检测的最高电压，确保输出的高电平信号电压在检测端口可识别的高电平范围内，低电平在检测端口可识别的低电平范围内；所述稳压器件用于防止输入信号的高电平过高时导致检测端口的电压过高烧毁芯片。
所述滤波处理模块用于滤除高频干扰，提高输出采样信号的稳定性；所述端口保护模块通过限流和限压实现对采样端口的保护功能，防止输入电流过大损坏处理器；所述信号处理单元选择具有AD采样功能的单片机。所述采样端口使用具有AD采样功能的端口，根据输入信号的不同，识别高、低和悬空三种不同的端口状态。
该高可靠的三态电平识别装置，整个系统主要使用二极管、稳压管、电阻、电容、单片机等常规器件构成。输入信号通过输入信号处理模块中的电阻分压和滤波处理模块滤波处理后，转换为系统可识别的电压信号，然后通过输入保护模块进入采样端口。
所述参考电压处理模块和输入信号处理模块中的分压电阻应选取合适的阻值。选取原则是，当输入信号为高电平时，通过分压电路后输出的检测信号电压不应超过采样端口能检测的最高电压，同时为了提高分辨率，该电压理论上也不应低于采样端口规定的高电平下限，当输入为悬空状态时，参考电压通过分压电路后输出的检测信号应介于高电平检测信号和零中间，保证高电平状态和悬空状态下，输出的检测电压有较明显的差距，便于采样端口对两种状态的识别。
在实际应用中，根据采样端口的检测电压范围要求调整分压电阻配比，保证采样电压在要求的范围之内即可。在理想情况下，当输入为高电平时，AD端口采样值应该在采样范围的上限附近，当输入为低电平时，AD端口采样值应该在零位附近，当输入为悬空时，采样值介于高、低电平采样值的中间位置。
该高可靠的三态电平识别装置，具有信号隔离功能，检测端口与参考电压输入端口实现了隔离，避免了外部电平信号通过参考电压电路串入系统内部，提高了内部电路的安全性。
Claims (4)
1.一种高可靠的三态电平识别装置，其特征在于：包括参考电压处理模块，输入信号处理模块，滤波处理模块，端口保护模块和信号处理处理单元，所述参考电压处理模块和输入信号处理模块均连接到滤波处理模块，滤波处理模块通过端口保护模块连接到信号处理处理单元的采样端口；所述参考电压处理模块和输入信号处理模块分别连接参考电压和输入信号。
2.根据权利要求1所述的高可靠的三态电平识别装置，其特征在于：所述参考电压处理模块中设有分压电阻和隔离器件，所述分压电阻用于在输入信号为悬空状态时，保证参考电压输出到信号处理单元的检测信号介于高电平检测信号和零中间；所述隔离器件用于防止输入信号在参考电压为零时串入参考电压处理模块内部电路。
3.根据权利要求1所述的高可靠的三态电平识别装置，其特征在于：所述输入信号处理模块中设有分压电阻和稳压器件，所述分压电阻用于在输入信号为高电平时，保证输入信号输出到信号处理单元的检测信号电压不超过采样端口能检测的最高电压；所述稳压器件用于防止输入信号的高电平过高时导致检测端口的电压过高烧毁芯片。
4.根据权利要求1所述的高可靠的三态电平识别装置，其特征在于：所述滤波处理模块用于滤除高频干扰；所述端口保护模块通过限流和限压实现对采样端口的保护功能，防止输入电流过大损坏处理器；所述信号处理单元选择具有AD采样功能的单片机；所述采样端口使用具有AD采样功能的端口，根据输入信号的不同，识别高、低和悬空三种不同的端口状态。
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|---|---|---|---|---|
| CN108683418A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-10-19 | 上海申矽凌微电子科技有限公司 | 兼容悬空态的输入电路 |
| CN108802606A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-13 | 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司 | 一种可检测输入端口悬空和高低电平的电路 |
| CN112394665A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-23 | 上海耀通电子仪表有限公司 | 多信号混合输入装置 |
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