CN207216333U - 一种旋钮档位开关的识别电路和烹饪器具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种旋钮档位开关的识别电路，包括主控芯片和旋钮档位开关，所述旋钮档位开关包括与不同的开关档位相对应的多条线路，其中，每条线路分别串联有阻值不同的档位电阻，所述主控芯片上设有一个用于与所述多条线路择一相连的IO口，所述IO口串联有分压电阻，所述分压电阻和所述档位电阻在所述线路与所述IO口连接时形成分压。本实用新型方案能够节省芯片的IO口，简化电路，降低成本。

Description

一种旋钮档位开关的识别电路和烹饪器具

技术领域

本实用新型涉及烹饪器具的控制电路设计技术，尤指一种旋钮档位开关的识别电路和烹饪器具。

背景技术

目前，对多档旋钮开关的档位识别存在以下方案：

1、直接采用中央处理器CPU的输入输出IO口进行档位识别，有多少档就需要占用多少IO，特别是只有一个COM公共口的旋钮档位开关无法进行矩阵的档位识别设计，就会占用CPU过多的IO口。如图1所示，其中的档位开关KEY1-KEY12直接对应CPU中的管脚1-12。本方案设计虽然简单但是占用CPU硬件过多资源，增加了成本。

2、增加按键处理芯片或者译码器等，如图2所示的芯片U2，与CPU采用集成电路总线IIC或者串行外设接口SPI等通信方式，减少了CPU的IO占用，但是需要额外采用其它芯片，增加了成本，而且程序中要加入通信处理。

总之：目前的档位开关识别方案或者需要额外的占用CPU的IO口，或者增加芯片，大大的增加了成本，亟需相关技术人员研发一种节约CPU的IO口，且不需增加成本的档位开关识别方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种旋钮档位开关的识别电路和烹饪器具，能够大大节省CPU的IO口，简化电路，并且降低成本。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种旋钮档位开关的识别电路，包括主控芯片和旋钮档位开关，所述旋钮档位开关包括与不同的开关档位相对应的多条线路，其中，每条线路分别串联有阻值不同的档位电阻，所述主控芯片上设有一个用于与所述多条线路择一相连的IO口，所述IO口串联有分压电阻，所述分压电阻和所述档位电阻在所述线路与所述IO口连接时形成分压。

可选的，所述分压电阻的一端与电源相连，另一端与所述IO口相连，所述档位电阻的一端接地，另一端与所述IO口相连。

可选的，所述分压电阻的一端接地，另一端与所述IO相连，所述档位电阻的一端与电源相连，另一端与所述IO口相连。

可选的，所述电源为5V。

可选的，所述旋钮档位开关包括不少于9档的开关档位，且在所述旋钮的同一旋转方向上，所述多个开关档位对应的线路上的档位电阻的阻值呈依次增大或依次减小设置。

可选的，相邻所述开关档位对应的线路上的档位电阻的阻值之差为0.5千欧至1.5千欧。

可选的，所述主控芯片还用于对所述IO口实时检测出的多个分压值进行无效数据删除，并对剩余的有效数据进行多次累加求平均值，以实现档位滤波。

可选的，所述无效数据包括：大于预设的第一数值的电压值，和/或小于预设的第二数值的电压值；其中，所述第一数值大于所述第二数值。

可选的，所述多次累加求平均值的次数为不少于32次。

一种烹饪器具，包括外壳和设于外壳上的旋钮，旋钮控制烹饪器具在多个不同的工作档位之间切换，旋钮与上述的档位开关的识别电路相连。

本实用新型实施例的有益效果包括：

1、本实用新型实施例的旋钮档位开关包括与不同的开关档位相对应的多条线路；其中，每条线路分别串联有阻值不同的档位电阻；该实施例方案使得对于当前的档位开关识别电路改动较小，并且易于实施，而且仅是增加了几个电阻，与当前的第二种档位开关识别方案相比大大降低了成本。

2、本实用新型实施例的主控芯片上预留有一个用于与多条线路择一相连的输入输出IO口，即仅可以通过一个IO口便可以实现档位开关的识别，大大节省了主控芯片的硬件资源。

3、本实用新型的一实施例中，所述分压电阻的一端接地，另一端与所述IO口相连，所述档位电阻的一端与电源相连，另一端与所述IO口相连。如此设置，在旋钮档位开关不与主控芯片通过IO口相连时，IO口为低电平，减少了电力损耗。

4、本实用新型实施例中当档位开关处于第一档位时，分压电阻和第一档位电阻在电源之间形成分压，IO口检测到与第一档位对应的第一分压值；当档位开关处于第二档位时，分压电阻和第二档位电阻在电源之间形成分压，IO口检测到与第二档位对应的第二分压值；主控芯片用于根据检测到的不同的分压值确定档位开关的当前档位。该实施例方案原理简单、易懂，而且操作方便。

5、本实用新型实施例中主控芯片用于确定当前档位的分压值是通过档位滤波以后获得的，该实施例方案避免了档位切换过程中的跳档问题。

6、本实用新型实施例中多次累加求平均值的次数为不少于32次，该实施例方案保证了当前档位的分压值的准确性，提高了档位开关的识别率，大大降低了误判风险。

7、本实用新型实施例中IO口是模数AD转换接口，使得该IO口可以对不同的电压值进行数字化。

附图说明

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步的说明：

图1为现有技术中的一种多档旋钮开关档位识别方案硬件示意图；

图2为现有技术中的另一种多档旋钮开关档位识别方案硬件示意图；

图3为本实用新型实施例的档位开关的识别电路硬件示意图；

图4为本实用新型实施例的档位开关的档位切换过程中电压波形图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

一种旋钮档位开关的识别电路，如图3所示，该识别电路可以包括：主控芯片U和旋钮档位开关K；旋钮档位开关K包括与不同的开关档位相对应的多条线路；如旋钮档位开关K中所示的线路1-12所示。

其中，每条线路分别串联有阻值不同的档位电阻，如图3实施例所示的线路1-12中分别串联的R1-R12；主控芯片U上预留有一个用于与多条线路择一相连的输入输出IO口，如图3实施例的管脚18所示，该IO口与分压电阻R13串联；各个档位电阻R1-R12和分压电阻R13一个接地，一个与电源相连；具体地，可以设置为各个档位电阻R1-R12与电源相连，分压电阻R13接地。所述分压电阻的一端接地，另一端与所述IO相连，所述档位电阻的一端与电源相连，另一端与所述IO口相连，如此设置，在旋钮档位开关不与主控芯片通过IO口相连时，IO口为低电平，减少了电力损耗。当然，还可以设置为各个档位电阻R1-R12接地，分压电阻R13与电源相连。下面内容以各个档位电阻R1-R12接地，分压电阻R13与电源相连为实施例进行说明。

可选地，与第一档位K1对应的第一线路1上串联有第一档位电阻R1，与第二档位K2对应的第二线路2上串联有第二档位电阻R2；

当档位开关K处于第一档位K1时，分压电阻R13和第一档位电阻R1在电源VCC之间形成分压，IO口检测到与第一档位K1对应的第一分压值V1；

当档位开关K处于第二档位K2时，分压电阻R13和第二档位电阻R2在电源VCC之间形成分压，IO口检测到与第二档位K2对应的第二分压值V2。

在本实用新型实施例中，每个档位都与一条线路一一对应，并与该线路上串联的档位电阻一一对应，以在档位开关K处于该档位时，分压电阻R13和该档位对应的档位电阻在电源VCC之间形成分压，并使得IO口检测到与该档位唯一对应的分压值。

可选地，主控芯片U用于根据检测到的不同的分压值确定档位开关K的当前档位。

在本实用新型实施例中，通过上述内容可知，不同的档位与不同的分压值一一对应，因此，主控芯片U便可以根据检测到的不同的分压值确定出档位开关K的当前档位。

可选地，该电源VCC为5V。

在本实用新型实施例中，该电源VCC可以根据不同的芯片或不同的应用场景自行定义，在此对于其具体数值不做限制。例如，该电源VCC还可以包括：3V、12V等。

所述旋钮档位开关包括不少于9档的开关档位，且在所述旋钮的同一旋转方向上，所述多个开关档位对应的线路上的档位电阻的阻值呈依次增大或依次减小设置。阻值呈依次增大或依次减小设置更方便开关对应档位的识别，使得电路排布规整、简洁。优选的，相邻所述开关档位对应的线路上的档位电阻的阻值之差为0.5千欧至1.5千欧。将相邻档位电阻的阻值之差设置在上述范围内，使得不同档位的识别更加明显，避免因差别较小而造成档位误判。

具体到本实用新型实施例中，所述旋钮档位开关包括12条线路，每条线路对应的各个档位电阻R1-R12以及分压电阻R13的具体阻值可以根据具体应用场景自行定义，在此对于其数值不做限制，可选地，R1-R12可以依次为：1K±1％、2K±1％、3K±1％、4K±1％、5K±1％、6K±1％、7K±1％、8K±1％、9K±1％、10K±1％、11K±1％、12K±1％；分压电阻R13的阻值可以为10K±1％。另外，上述的电阻均可以采用0805进行封装，如图3所示。

实施例二

该实施例在实施例一的基础上对上述的分压值做了进一步处理。

可选地，在档位开关旋转过程中，IO口实时检测多个分压值；

主控芯片U用于确定当前档位的分压值是通过档位滤波以后获得的。

请参阅图4，在本实用新型实施例中，在旋钮档位开关K旋转过程中，例如，在从第一档位K1旋转到第二档位K2的过程中，IO口可以检测到电阻R1产生的第一分压值V1，可以检测到电阻R2产生的第二分压值V2，还可以检测到旋钮档位开关K旋转过程中档位触点与IO口触点未接触时在IO口处形成的电源电压VCC，因此，在旋钮档位开关K旋转过程中IO口可以实时检测出多个分压值，针对这一情况，主控芯片U可以对检测到的这些分压值进行滤波，以明确地确定当前档位的分压值，并且可以避免档位切换过程中的跳档问题。

可选地，主控芯片U还用于对IO口实时检测出的多个分压值进行无效数据删除，并对剩余的有效数据进行多次累加求平均值，以实现档位滤波。

可选地，无效数据包括：大于预设的第一数值的电压值，和/或小于预设的第二数值的电压值；其中，第一数值大于第二数值。

在本实用新型实施例中，该第一数值和第二数值可以根据所采用的电源VCC的值来确定，对于其具体数值不做限制。另外，因为档位开关K在旋转过程中可能在两档位置中间，此时主控芯片的IO口采样可能是最大值或者最小值，具体是最大值还是最小值与分压电阻R13与电源相连还是接地有关，当分压电阻R13与电源相连时检测到的为最大值，当分压电阻R13接地时检测到的为最小值。因此，该无效数据也可以是去除多个分压值中的最大值或最小值。因为如果将最大值加入多次累加求平均值，则最终结果必会偏大，如果将最小值加入多次累加求平均值，则最终结果必会偏小，从而产生主控芯片U对档位判断错误，造成误判和跳档。

可选地，多次累加求平均值的次数为不少于32次。

在本实用新型实施例中，对于累加求平均值的次数可以自定义，对此不做详细限制，并且该次数可以根据对档位准确性的要求高低以及主控芯片U的处理能力确定。例如，处理能力较高的主控芯片U可以进行64次的累加求平均值。

实施例三

该实施例在实施例一和/或实施例二的基础上对IO口进行了限制。

可选地，IO口是模数AD转换接口。

在本实用新型中，主控芯片U对档位开关采用AD采样识别、AD值数据处理算法，使得该IO口可以对不同的电压值进行数字化。

实施例四

该实施例在实施例一至实施例三任意一项或多项的基础上，公开了一种包含上述旋钮档位开关的识别电路的烹饪器具。

一种烹饪器具，包括外壳和设于外壳上的旋钮，旋钮控制烹饪器具在多个不同的工作档位之间切换，旋钮与上述的旋钮档位开关的识别电路相连。

本实用新型实施例的有益效果可以包括：

1、本实用新型实施例的旋钮档位开关包括与不同的开关档位相对应的多条线路；其中，每条线路分别串联有阻值不同的档位电阻；该实施例方案使得对于当前的档位开关识别电路改动较小，并且易于实施，而且仅是增加了几个电阻，与当前的第二种档位开关识别方案相比大大降低了成本。

2、本实用新型实施例的主控芯片上预留有一个用于与多条线路择一相连的输入输出IO口，即仅可以通过一个IO口便可以实现档位开关的识别，大大节省了CPU的硬件资源。

3、本实用新型实施例中当档位开关处于第一档位时，分压电阻和第一档位电阻在电源之间形成分压，IO口检测到与第一档位对应的第一分压值；当档位开关处于第二档位时，分压电阻和第二档位电阻在电源之间形成分压，IO口检测到与第二档位对应的第二分压值；主控芯片用于根据检测到的不同的分压值确定档位开关的当前档位。该实施例方案原理简单、易懂，而且操作方便。

4、本实用新型实施例中主控芯片用于确定当前档位的分压值是通过档位滤波以后获得的，该实施例方案避免了档位切换过程中的跳档问题。

5、本实用新型实施例中多次累加求平均值的次数为不少于32次，该实施例方案保证了当前档位的分压值的准确性，提高了档位开关的识别率，大大降低了误判风险。

6、本实用新型实施例中IO口是模数AD转换接口，使得该IO口可以对不同的电压值进行数字化。

虽然本实用新型实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型实施例而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型实施例。任何本实用新型实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种旋钮档位开关的识别电路，包括主控芯片和旋钮档位开关，所述旋钮档位开关包括与不同的开关档位相对应的多条线路，其特征在于，每条线路分别串联有阻值不同的档位电阻，所述主控芯片上设有一个用于与所述多条线路择一相连的IO口，所述IO口串联有分压电阻，所述分压电阻和所述档位电阻在所述线路与所述IO口连接时形成分压。

2.根据权利要求1所述的旋钮档位开关的识别电路，其特征在于，所述分压电阻的一端与电源相连，另一端与所述IO口相连，所述档位电阻的一端接地，另一端与所述IO口相连。

3.根据权利要求1所述的旋钮档位开关的识别电路，其特征在于，所述分压电阻的一端接地，另一端与所述IO口相连，所述档位电阻的一端与电源相连，另一端与所述IO口相连。

4.根据权利要求2或3所述的旋钮档位开关的识别电路，其特征在于，所述电源为5V。

5.根据权利要求1所述的旋钮档位开关的识别电路，其特征在于，所述旋钮档位开关包括不少于9档的开关档位，且在所述旋钮的同一旋转方向上，多个开关档位对应的线路上的档位电阻的阻值呈依次增大或依次减小设置。

6.根据权利要求5所述的旋钮档位开关的识别电路，其特征在于，相邻所述开关档位对应的线路上的档位电阻的阻值之差为0.5千欧至1.5千欧。

7.一种烹饪器具，包括外壳和设于所述外壳上的旋钮，所述旋钮控制所述烹饪器具在多个不同的工作档位之间切换，其特征在于，所述旋钮与权利要求1-6中任意一项所述的旋钮档位开关的识别电路相连。