CN208588774U - 基于电容充放电和电阻分压的电压检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于电容充放电和电阻分压的电压检测电路。本实用新型包括一个单片机、一个晶振、一个防反接二极管、一个电压稳压器芯片、三个电阻、八个滤波电容、一个充放电电容、一个直流电源。电源提供3.6V至6V的电源，电压稳压器芯片输出3.3V。单片机控制输出脚PC0以1.5秒为周期循环由高电平状态转变为输出低电平50微秒，单片机通过检测输入脚PC2，读取PC2脚的电压值。本实用新型电路设计简单，节省了PCB面积有利于设备的小型化，降低了原材料成本；检测时间短，最长1.5秒便可检测到电源电压；采样时间极短，降低了设备整体功耗，可以提升一次性电源的仪表使用时间30％；检测不需要增加额外备用电源且检测准确率高。
Description
技术领域
本实用新型属于仪表智能控制技术领域,涉及基于电容充放电和电阻分压的电压检测电路。
背景技术
随着微处理器，人工智能技术并行的发展，这给仪器仪表行业向智能化发展，也就是说智能化的机器人的仪器仪表，智能水平的提高而较快提高的速度，这将让人们的生活更加轻松。
仪表电子产品的工作环境通常比较恶劣，通常要求仪表主控板能够及时检测到外部电源电压，同时在外部电源电压过低时主控板仍然能进行相关功能动作。例如：数据保存、电机动作、备用电源切换等。
当前，国家对仪表行业没有统一的标准。各地区燃气公司和仪表公司没有统一的方案，各个仪表公司纷纷推出自己的电压检测解决方案。当前主流的方案有电阻分压AD检测法，利用电压检测芯片检测法等，这些方案有诸如功耗大、电路复杂、可靠性不高等缺陷。因此，设计了基于电容充放电和电阻分压的电压检测电路，应用于低功耗低成本智能仪表，解决了类似应用中出现的功耗高，电路复杂，维护成本高的问题。
发明内容
本实用新型的目的就是提供基于电容充放电和电阻分压的电压检测电路。
基于电容充放电和电阻分压的电压检测电路,包括一个单片机U2、一个晶振X1、一个防反接二极管D1、一个电压稳压器芯片U1，三个电阻R、 R2和R3、一个充放电电容C1，八个滤波电容C2-C9，一个电源P1。
第一电阻R1一端与电源P1的正极、二极管D1的正极相连，第一电阻R1的另一端接第二电阻R2的一端和充放电电容C1的一端，第二电阻 R2的另一端接单片机U2的53脚；电源P1的负极接地；充放电电容C1 的另一端接单片机57脚；二极管D1的负极与第二滤波电容C2的一端、电压稳压器芯片U1的输入脚相接；第三滤波电容C3的一端与第四滤波电容C4的正极、电压稳压器芯片U1的输出脚连接后作为VCC电源输出端；第二滤波电容C2的另一端、第三滤波电容C3的另一端、第四滤波电容C4的负极、电压稳压器芯片U1的接地脚接地；晶振X1的一端与第五滤波电容C5的一端连接后接单片机的61脚；晶振X1的另一端与第六滤波电容C6的一端连接后接单片机的60脚；第五滤波电容C5的另一端、第六滤波电容C6的另一端接地；第三电阻R3的一端接VCC电源输出端，第三电阻R3的另一端与第七滤波电容C7的一端相连接同时接单片机U2 的2脚，第七滤波电容C7的另一端接地；第八滤波电容C8的一端、第九电容C9的一端、单片机U2的11脚、单片机U2的12脚、单片机U2 的13脚相连接后接VCC电源输出端；第八滤波电容C8的另一端、第九电容C9的另一端接地；单片机U2的29脚接VCC电源输出端，单片机 U2的30脚接地；
单片机U2采用型号为STM8R151L芯片。
电压稳压器1206B33，P1是四节碱性电池。
工作过程：电源P1提供一个3.6V至6V的电源，通过电压稳压器芯片U1输出3.3V。单片机开始工作后，单片机控制脚PC0设为开漏输出，每1.5秒由高电平状态转变为输出低电平50微秒，同时PC2脚设为浮空输入检测充放电电容C1的电压值，装置以1.5秒为周期循环检测。
当P1有电源，而且PC0输出高电平时，由于PC0是开漏输出，PC0 是高阻态，电阻R2与PC0相连处的电压是电源电压，电容C1两端电压为 0V和电源电压；当PC0输出低电平时，电阻R2接地，由于电阻R1与R2 是串联，电容C1两端电压瞬变为电源电压的1/2，通过PC2脚就能检测到电源电压。
本实用新型有益效果如下：
本实用新型电路设计简单，节省了PCB面积有利于设备的小型化，降低了原材料成本；检测时间短，最长1.5秒便可检测电源电压；采样时间极短，降低了设备整体功耗，可以提升一次性电源的仪表使用时间30％；检测不需要增加额外备用电源且检测准确率高。
附图说明
图1为本实用新型中基于电容充放电和电阻分压的电压检测电路；
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特点、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详细说明。
如图1所示，基于电容充放电和电阻分压的电压检测电路,包括一个单片机U2、一个晶振X1、一个防反接二极管D1、一个电压稳压器芯片U1，三个电阻R、R2和R3、一个充放电电容C1，八个滤波电容C2-C9，一个电源P1。
第一电阻R1一端与电源P1的正极、二极管D1的正极相连，第一电阻R1的另一端接第二电阻R2的一端和充放电电容C1的一端，第二电阻 R2的另一端接单片机U2的53脚；电源P1的负极接地；充放电电容C1 的另一端接单片机57脚；二极管D1的负极与第二滤波电容C2的一端、电压稳压器芯片U1的输入脚相接；第三滤波电容C3的一端与第四滤波电容C4的正极、电压稳压器芯片U1的输出脚连接后作为VCC电源输出端；第二滤波电容C2的另一端、第三滤波电容C3的另一端、第四滤波电容C4的负极、电压稳压器芯片U1的接地脚接地；晶振X1的一端与第五滤波电容C5的一端连接后接单片机的61脚；晶振X1的另一端与第六滤波电容C6的一端连接后接单片机的60脚；第五滤波电容C5的另一端、第六滤波电容C6的另一端接地；第三电阻R3的一端接VCC电源输出端，第三电阻R3的另一端与第七滤波电容C7的一端相连接同时接单片机U2 的2脚，第七滤波电容C7的另一端接地；第八滤波电容C8的一端、第九电容C9的一端、单片机U2的11脚、单片机U2的12脚、单片机U2 的13脚相连接后接VCC电源输出端；第八滤波电容C8的另一端、第九电容C9的另一端接地；单片机U2的29脚接VCC电源输出端，单片机 U2的30脚接地；单片机U2采用型号为STM8R151L芯片。
本实用新型工作过程如下：
电源P1提供一个3.6V至6V的电源，通过电压稳压器芯片U1输出 3.3V。单片机开始工作后，单片机控制脚PC0设为开漏输出，每1.5秒由高电平状态转变为输出低电平50微秒，同时PC2脚设为浮空输入检测充放电电容C1的电压值，装置以1.5秒为周期循环检测。
当P1有电源，而且PC0输出高电平时，由于PC0是开漏输出，PC0 是高阻态，电阻R2与PC0相连处的电压是电源电压，电容C1两端电压为 0V和电源电压；当PC0输出低电平时，电阻R2接地，由于电阻R1与R2 是串联，电容C1两端电压瞬变为电源电压的1/2，通过PC2脚就能检测到电源电压。
Claims (1)
1.基于电容充放电和电阻分压的电压检测电路,其特征在于包括一个单片机U2、一个晶振X1、一个防反接二极管D1、一个电压稳压器芯片U1，三个电阻R、R2和R3、一个充放电电容C1，八个滤波电容C2-C9，一个电源P1；
第一电阻R1一端与电源P1的正极、二极管D1的正极相连，第一电阻R1的另一端接第二电阻R2的一端和充放电电容C1的一端，第二电阻R2的另一端接单片机U2的53脚；电源P1的负极接地；充放电电容C1的另一端接单片机57脚；二极管D1的负极与第二滤波电容C2的一端、电压稳压器芯片U1的输入脚相接；第三滤波电容C3的一端与第四滤波电容C4的正极、电压稳压器芯片U1的输出脚连接后作为VCC电源输出端；第二滤波电容C2的另一端、第三滤波电容C3的另一端、第四滤波电容C4的负极、电压稳压器芯片U1的接地脚接地；晶振X1的一端与第五滤波电容C5的一端连接后接单片机的61脚；晶振X1的另一端与第六滤波电容C6的一端连接后接单片机的60脚；第五滤波电容C5的另一端、第六滤波电容C6的另一端接地；第三电阻R3的一端接VCC电源输出端，第三电阻R3的另一端与第七滤波电容C7的一端相连接同时接单片机U2的2脚，第七滤波电容C7的另一端接地；第八滤波电容C8的一端、第九电容C9的一端、单片机U2的11脚、单片机U2的12脚、单片机U2的13脚相连接后接VCC电源输出端；第八滤波电容C8的另一端、第九电容C9的另一端接地；单片机U2的29脚接VCC电源输出端，单片机U2的30脚接地；单片机U2采用型号为STM8R151L芯片。
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| CN110687837A (zh) * | 2019-08-30 | 2020-01-14 | 浙江威星智能仪表股份有限公司 | 一种基于单片机的掉电检测电路 |
| CN110706458A (zh) * | 2019-08-30 | 2020-01-17 | 浙江威星智能仪表股份有限公司 | 一种基于单片机的可燃气体泄漏报警电路 |
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