CN209214766U - 一种光照传感电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光照传感电路，包括电源模块、电平转换模块、光信号采集模块和通讯接口模块；通讯接口模块分别与电平转换模块、单片机和光信号采集模块相连，电源模块分别与通讯接口模块、电平转换模块和光信号采集模块相连；电源模块将高电平转换成低电平，分别为各个模块提供电压；光信号采集模块采集光信号经过转换输出电信号，电平转换模块接收电信号进行电平转换后通过通讯接口模块输出至所述单片机。本实用新型通过电源模块将高电平转换成低电平，通过电平转换模块接收所述电信号进行电平转换，将光信号采集模块与单片机连接的电压转换成适用于光信号采集模块的电压范围，使光信号采集模块适用于不同工作电压的嵌入式系统。

Description

一种光照传感电路

技术领域

本实用新型涉及信号采集技术领域，尤其涉及一种光照传感电路。

背景技术

信号处理中信号采集是比不可少的，现有的光信号采集时，由于单片机的电压的限制，造成光信号采集时所用芯片受到限制，许多传感器只适用于一种电压下的单片机系统，不能适用于不同的工作电压下的嵌入式系统。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种光照传感电路，旨在解决现有技术中传感器不能适用于不同工作电压的嵌入式系统问题。

本实用新型实施例提供了一种光照传感电路，包括电源模块、电平转换模块、光信号采集模块和通讯接口模块；

所述通讯接口模块分别与所述电平转换模块、单片机和所述光信号采集模块相连，所述电源模块分别与所述通讯接口模块、所述电平转换模块和所述光信号采集模块相连；

所述电源模块将高电平转换成低电平，分别为所述通讯接口模块、所述电平转换模块和所述光信号采集模块提供电压；所述光信号采集模块采集光信号经过转换输出电信号，所述电平转换模块接收所述电信号进行电平转换后通过所述通讯接口模块输出至所述单片机。

在一个实施例中，所述电源模块包括电压调整芯片、电容C1、电容C2和电容C3；

所述电压调整芯片的地接口接地，所述电压调整芯片的电源输入接口与所述电容C1的第一端共接形成所述电源模块的输入端，所述电容C1的第二端接地，所述电压调整芯片的电源输出接口分别与所述电容C2的第一端、所述电容C3的第一端共接形成所述电源模块的输出端，所述电容C2的第二端和所述电容C3的第二端共接接地。

在一个实施例中，所述通讯接口模块的输入端包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端。

在一个实施例中，所述通讯接口模块包括接口单元和电平转换单元；

所述接口单元的输出端与所述电平转换单元的第一输入端相连，所述接口单元的第一输出端为所述通讯接口模块的所述第一输入端，所述接口单元的第二输入端为所述通讯接口模块的所述第二输入端，所述接口单元的第三输入端为所述通讯接口模块的所述第三输入端，所述电平转换单元的第二输入端为所述通讯接口模块的所述第四输入端，所述电平转换单元的输出端为所述通讯接口模块的输出端。

在一个实施例中，所述接口单元包括接口芯片、电阻R1和电阻R2；

所述接口芯片的1脚为所述接口单元的第一输入端，所述接口芯片的2脚为所述接口单元的第一输出端，所述接口芯片的3脚为所述接口单元的第二输入端，所述接口芯片的4脚接地，所述接口芯片的5脚与所述电阻R1的第一端相连，所述电阻R1的第二端与所述电阻R2的第一端共接形成所述接口单元的第二输出端，所述电阻R2的第二端接地。

在一个实施例中，所述电平转换单元包括二极管和电阻R3；

所述二极管的负极为所述电平转换单元的第一输入端，所述二极管的正极与所述电阻R3的第一端共接形成所述电平转换单元的输出端，所述电阻R3的第二端为所述电平转换单元的第二输入端。

在一个实施例中，所述电平转换模块的输入端包括第一输入端、第二输入端和第三输入端。

在一个实施例中，所述电平转换模块包括电阻R4、电阻R5和开关管；

所述电阻R4的第一端为所述电平转换模块的所述第一输入端，所述电阻R4的第二端与所述开关管的高电位端共接形成所述电平转换模块的输出端，所述开关管的受控端与所述电阻R5的第一端共接形成所述电平转换模块的所述第二输入端，所述开关管的低电位端与所述电阻R5的第二端共接形成所述电平转换模块的所述第三输入端。

在一个实施例中，所述光信号采集模块的输入端包括第一输入端和第二输入端，输出端包括第一输出端和第二输出端。

在一个实施例中，所述光信号采集模块包括光信号采集芯片、电阻R6和电容C4；

所述信号采集芯片的电源接口与所述电阻R6的第一端共接形成所述光信号采集模块的所述第一输入端，所述信号采集芯片的地址接口为所述光信号采集模块的所述第一输出端，所述信号采集芯片的地接口接地，所述信号采集芯片的串行时钟接口为所述光信号采集模块的所述第二输入端，所述电阻R6的第二端分别与所述光信号采集芯片的异步重置接口和所述电容C4的第一端相连，所述电容C4的第二端接地，所述光信号采集芯片的串行数据接口为所述光信号采集模块的所述第二输出端。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实用新型通过电源模块将高电平转换成低电平，通过电平转换模块接收所述电信号进行电平转换，将光信号采集模块与单片机连接的电压转换成适用于光信号采集模块的电压范围，既保护了光信号采集模块，又使光信号采集模块适用于不同工作电压的嵌入式系统问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一个实施例提供的光照传感电路的结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例提供的图1中电源模块模块的电路结构示意图；

图3为本实用新型的一个实施例提供的图1中通讯接口模块的电路结构示意图；

图4为本实用新型的一个实施例提供的图1中电平转换模块的电路结构示意图；

图5为本实用新型的一个实施例提供的图1中光信号采集模块的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。

本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细地描述：

图1示出了本实用新型一实施例所提供的一种光照传感电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本实用新型实施例所提供的光照传感电路1，包括电源模块110、电平转换模块130、光信号采集模块140和通讯接口模块120。

所述通讯接口模块120分别与所述电平转换模块130、单片机150和所述光信号采集模块140相连，所述电源模块110分别与所述通讯接口模块120、所述电平转换模块130和所述光信号采集模块140相连。

所述电源模块110将高电平转换成低电平，分别为所述通讯接口模块120、所述电平转换模块130和所述光信号采集模块140提供电压；所述光信号采集模块140采集光信号经过转换输出电信号，所述电平转换模块130接收所述电信号进行电平转换后通过所述通讯接口模块120输出至所述单片机150。

本实用新型实施例中，通过电源模块110将高电平转换成低电平，通过电平转换模块130接收所述电信号进行电平转换，将光信号采集模块140与单片机150连接的电压转换成适用于光信号采集模块140的电压范围，既保护了光信号采集模块140，又使光信号采集模块140适用于不同工作电压的嵌入式系统问题。

如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，电源模块110包括电压调整芯片U1、电容C1、电容C2和电容C3。

所述电压调整芯片U1的地接口接地，所述电压调整芯片U1的电源输入接口与所述电容C1的第一端共接形成所述电源模块110的输入端，所述电容C1的第二端接地，所述电压调整芯片U1的电源输出接口分别与所述电容C2的第一端、所述电容C3的第一端共接形成所述电源模块110的输出端，所述电容C2的第二端和所述电容C3的第二端共接接地。

在本实施例中，电源模块110提供电压源，也可以将高电压转换成低电压输出，例如可以将输入为5V的电压转换成3.3V的电压输出。

在本实施例中，电压调整芯片U1可以为XC6206的芯片。

如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，通讯接口模块120的输入端包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端。

在本实施例中，第一输入端和第四输入端接入电压，第三输入端与光信号采集模块140的地址接口相连，第二输入端与光信号采集模块140串行数据接口相连。

在本实施例中，第二输入端也可以输出信号到光信号采集模块140也可以接受光信号采集模块140发出的信号。

如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，通讯接口模块120包括接口单元121和电平转换单元122。

所述接口单元121的输出端与所述电平转换单元122的第一输入端相连，所述接口单元121的第一输出端为所述通讯接口模块120的所述第一输入端，所述接口单元121的第二输入端为所述通讯接口模块120的所述第二输入端，所述接口单元121的第三输入端为所述通讯接口模块120的所述第三输入端，所述电平转换单元122的第二输入端为所述通讯接口模块120的所述第四输入端，所述电平转换单元122的输出端为所述通讯接口模块120的输出端。

如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，接口单元121包括接口芯片P1、电阻R1和电阻R2。

所述接口芯片P1的1脚为所述接口单元121的第一输入端，所述接口芯片P1的2脚为所述接口单元121的第一输出端，所述接口芯片P1的3脚为所述接口单元121的第二输入端，所述接口芯片P1的4脚接地，所述接口芯片P1的5脚与所述电阻R1的第一端相连，所述电阻R1的第二端与所述电阻R2的第一端共接形成所述接口单元121的第二输出端，所述电阻R2的第二端接地。

在本实施例中，接口芯片P1的1脚接输入电压，接口芯片P1的2脚和3脚与单片机150中对应的接口相连，其中，2脚可以接串行数据接口，3脚可以接串行时钟接口。

如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，电平转换单元122包括二极管D1和电阻R3。

所述二极管D1的负极为所述电平转换单元122的第一输入端，所述二极管D1的正极与所述电阻R3的第一端共接形成所述电平转换单元122的输出端，所述电阻R3的第二端为所述电平转换单元122的第二输入端。

在本实施例中，电平转换单元122将单片机150中的串行时钟信号经过电压转换输入到光信号采集芯片中。

在本实施例中，电平转换单元122的第二输入端输入的是经过电源模块110转换后的电压。

在本实施例中，若单片机150输出的串行时钟信号为高电平信号，则二极管D1处于截止状态，电平转换单元122的输出端输出的电压信号与第二输入端电压信号相同；若单片机150输出的串行时钟信号为低电平信号，则二极管D1处于导通状态，电平转换单元122的输出端输出的电压信号为低电平信号。所以无论单片机150输出的串行时钟信号为高电平信号还是低电平信号，电平转换单元122输出的电压信号都满足光信号采集模块140中传感器的电压要求。

如图4所示，在本实用新型的一个实施例中，电平转换模块130的输入端包括第一输入端、第二输入端和第三输入端。

在本实施例中，第一输入端接输入电压，第二输入端输入的是经过电源模块110转换后的电压，第三输入端光信号采集芯片U2的串行数据接口。

在本实施例中，电平转换模块130的输出端接接口芯片P1的3脚。

如图4所示，在本实用新型的一个实施例中，电平转换模块130包括电阻R4、电阻R5和开关管。

所述电阻R4的第一端为所述电平转换模块130的所述第一输入端，所述电阻R4的第二端与所述开关管Q1的高电位端共接形成所述电平转换模块130的输出端，所述开关管Q1的受控端与所述电阻R5的第一端共接形成所述电平转换模块130的所述第二输入端，所述开关管Q1的低电位端与所述电阻R5的第二端共接形成所述电平转换模块130的所述第三输入端。

在本实施例中，开关管Q1为可以是BSS138的NMOS管，NMOS管的栅极对应为开关管Q1的受控端，漏极对应为开关管Q1的高电位端，源极对应为开关管Q1的低电位端。

在本实施例中，电阻R5为上拉电阻。

在本实施例中，若MMOS管的栅极电压信号大于源极电压信号(当源极为低电平信号)，则NMOS管导通，漏极电压等于源极电压，电平转换模块130的输出端(高电压端的SDA端)也下拉为低电平。

如图5所示，在本实用新型的一个实施例中，光信号采集模块140的输入端包括第一输入端和第二输入端，输出端包括第一输出端和第二输出端。

在本实施例中，第一输入端输入的是经过电源模块110转换后的电压。第二输入端输入的是单片机150的串行时钟信号，第一输出端为地址端，第二输出端可以输出光信号采集芯片U2采集的信号，也可以接收单片机150发送的信号。

如图5所示，在本实用新型的一个实施例中，光信号采集模块140包括光信号采集芯片U2、电阻R6和电容C4。

所述光信号采集芯片U2的电源接口与所述电阻R6的第一端共接形成所述光信号采集模块140的所述第一输入端，所述光信号采集芯片U2的地址接口为所述光信号采集模块140的所述第一输出端，所述光信号采集芯片U2的地接口接地，所述光信号采集芯片U2的串行时钟接口为所述光信号采集模块140的所述第二输入端，所述电阻R6的第二端分别与所述光信号采集芯片U2的异步重置接口和所述电容C4的第一端相连，所述电容C4的第二端接地，所述光信号采集芯片U2的串行数据接口为所述光信号采集模块140的所述第二输出端。

在本实施例中，光信号采集芯片U2可以是光信号传感器芯片，型号可以是BH1750FVI。

需要说明的是，本实用新型说明书和附图中标号相同的端口或引接口即为连通。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光照传感电路，其特征在于，包括电源模块、电平转换模块、光信号采集模块和通讯接口模块；

所述通讯接口模块分别与所述电平转换模块、单片机和所述光信号采集模块相连，所述电源模块分别与所述通讯接口模块、所述电平转换模块和所述光信号采集模块相连；

所述电源模块将高电平转换成低电平，分别为所述通讯接口模块、所述电平转换模块和所述光信号采集模块提供电压；所述光信号采集模块采集光信号经过转换输出电信号，所述电平转换模块接收所述电信号进行电平转换后通过所述通讯接口模块输出至所述单片机。

2.如权利要求1所述的光照传感电路，其特征在于，所述电源模块包括电压调整芯片、电容C1、电容C2和电容C3；

所述电压调整芯片的地接口接地，所述电压调整芯片的电源输入接口与所述电容C1的第一端共接形成所述电源模块的输入端，所述电容C1的第二端接地，所述电压调整芯片的电源输出接口分别与所述电容C2的第一端、所述电容C3的第一端共接形成所述电源模块的输出端，所述电容C2的第二端和所述电容C3的第二端共接接地。

3.如权利要求1所述的光照传感电路，其特征在于，所述通讯接口模块的输入端包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端。

4.如权利要求3所述的光照传感电路，其特征在于，所述通讯接口模块包括接口单元和电平转换单元；

所述接口单元的输出端与所述电平转换单元的第一输入端相连，所述接口单元的第一输出端为所述通讯接口模块的所述第一输入端，所述接口单元的第二输入端为所述通讯接口模块的所述第二输入端，所述接口单元的第三输入端为所述通讯接口模块的所述第三输入端，所述电平转换单元的第二输入端为所述通讯接口模块的所述第四输入端，所述电平转换单元的输出端为所述通讯接口模块的输出端。

5.如权利要求4所述的光照传感电路，其特征在于，所述接口单元包括接口芯片、电阻R1和电阻R2；

所述接口芯片的1脚为所述接口单元的第一输入端，所述接口芯片的2脚为所述接口单元的第一输出端，所述接口芯片的3脚为所述接口单元的第二输入端，所述接口芯片的4脚接地，所述接口芯片的5脚与所述电阻R1的第一端相连，所述电阻R1的第二端与所述电阻R2的第一端共接形成所述接口单元的第二输出端，所述电阻R2的第二端接地。

6.如权利要求4所述的光照传感电路，其特征在于，所述电平转换单元包括二极管和电阻R3；

所述二极管的负极为所述电平转换单元的第一输入端，所述二极管的正极与所述电阻R3的第一端共接形成所述电平转换单元的输出端，所述电阻R3的第二端为所述电平转换单元的第二输入端。

7.如权利要求1所述的光照传感电路，其特征在于，所述电平转换模块的输入端包括第一输入端、第二输入端和第三输入端。

8.如权利要求7所述的光照传感电路，其特征在于，所述电平转换模块包括电阻R4、电阻R5和开关管；

所述电阻R4的第一端为所述电平转换模块的所述第一输入端，所述电阻R4的第二端与所述开关管的高电位端共接形成所述电平转换模块的输出端，所述开关管的受控端与所述电阻R5的第一端共接形成所述电平转换模块的所述第二输入端，所述开关管的低电位端与所述电阻R5的第二端共接形成所述电平转换模块的所述第三输入端。

9.如权利要求1所述的光照传感电路，其特征在于，所述光信号采集模块的输入端包括第一输入端和第二输入端，输出端包括第一输出端和第二输出端。

10.如权利要求9所述的光照传感电路，其特征在于，所述光信号采集模块包括光信号采集芯片、电阻R6和电容C4；

所述光信号采集芯片的电源接口与所述电阻R6的第一端共接形成所述光信号采集模块的所述第一输入端，所述光信号采集芯片的地址接口为所述光信号采集模块的所述第一输出端，所述光信号采集芯片的地接口接地，所述光信号采集芯片的串行时钟接口为所述光信号采集模块的所述第二输入端，所述电阻R6的第二端分别与所述光信号采集芯片的异步重置接口和所述电容C4的第一端相连，所述电容C4的第二端接地，所述光信号采集芯片的串行数据接口为所述光信号采集模块的所述第二输出端。