CN209562536U - 利用单个io口检测多个信号的电路及电子产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用单个IO口检测多个信号的电路及电子产品，包括：信号输入电路，包括多个信号触发器件和多个电阻，在多个所述信号触发器件不同开合状态的组合下构成回路电阻值各不相同的导电回路；芯片，包括带模数转换功能的IO口，连接所述信号输入电路中的电位采集点，在不同回路电阻值下，所述电位采集点的电位值各不相同。本实用新型利用具有ADC功能的IO口，实现了单个IO同时检测多个信号的功能，从而节约芯片IO口的资源。

Description

利用单个IO口检测多个信号的电路及电子产品

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体地，涉及利用单个IO口检测多个信号的电路及电子产品。

背景技术

随着电子设备的快速发展，芯片所需检测的信号也越来越多。以按键信号或者状态控制信号为例，传统的检测方案在检测多个按键信号或者状态控制信号时，需要芯片有足够多的IO口，分别对应连接一个按键或状态控制开关。在芯片IO口资源紧张的情况下，这种方案无法满足要求。

公开号为CN104065384A的实用新型专利公开了“一种按键检测电路的实现方法”，通过n个IO口实现2ⁿ-1个开关功能，而在n＝1时，也只能实现1个开关功能。如何用单个IO口实现检测多个信号的功能是目前尚未解决的技术难题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种利用单个IO口检测多个信号的电路及电子产品。

根据本实用新型提供的一种利用单个IO口检测多个信号的电路，包括：

信号输入电路1，包括多个信号触发器件和多个电阻，在多个所述信号触发器件不同开合状态的组合下构成回路电阻值各不相同的导电回路；

芯片2，包括带模数转换功能的IO口，连接所述信号输入电路1中的电位采集点，在不同回路电阻值下，所述电位采集点的电位值各不相同。

较佳的，所述信号输入电路1包括按键信号电路11和/或开关信号电路12；

所述按键信号电路11的所述信号触发器件包括按键，所述按键包括闭合和断开两种开合状态；

所述开关信号电路12的所述信号触发器件包括开关，所述开关包括静触点和多个动触点。

较佳的，所述按键信号电路11包括多个按键以及多个按键信号电阻，所述按键信号电阻包括串联和并联两种连接结构：

多个所述按键信号电阻串联时，每个所述按键分别与不同的所述按键信号电阻并联或者与不同数量的所述按键信号电阻并联；

多个所述按键信号电阻并联时，每个所述按键分别串联在不同的并联支路中。

较佳的，所述开关信号电路12包括多个开关以及多个状态信号电阻，所述开关包括串联和并联两种连接结构：

多个所述开关串联时，每个所述开关的静触点与另一所述开关的所有动触点电连接；

多个所述开关并联时，每个所述开关的静触点与另一所述开关的静触点或动触点电连接；

其中，每个所述状态信号电阻分别串联在不同的所述动触点上。

较佳的，所述按键信号电路11和所述开关信号电路12串联在一起，所述电位采集点位于所述按键信号电路11和所述开关信号电路12之间。

较佳的，所述按键信号电路11和所述开关信号电路12并联在一起，所述电位采集点位于所述按键信号电路11和所述开关信号电路12的输入端或输出端。

较佳的，不同开合状态的组合下，所述电位采集点两侧的回路电阻值的比例不相同。

较佳的，所述电位采集点的不同电位值之间的差值大于等于所述芯片2的模数转换分辨率。

较佳的，还包括电源3，所述电源3分别电连接所述信号输入电路1和所述芯片2。

本实用新型还提供一种电子产品，所述电子产品包括上述的利用单个IO口检测多个信号的电路。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型利用多个信号触发器件和多个电阻，在多个信号触发器件不同开合状态的组合下构成回路电阻值各不相同的导电回路，从而通过单个IO检测得到对应不同的电位，实现多个信号的检测，节约芯片IO口的资源；

2、信号输入电路的结构多样化，技术人员可根据实际情况进行设计和选择，且可监测的信号数量理论上没有上限；

3、可采用多种不同类型的信号触发器件，从而直观的区分不同信号触发器件所对应的不同功能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为第一实施例的电路图；

图3为第二实施例的电路图；

图4为第三实施例的电路图；

图5为第四实施例的电路图；

图6为第五实施例的电路图；

图7为第六实施例的电路图；

图8为第七实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型提供的一种利用单个IO口检测多个信号的电路及应用该电路的电子产品，包括：信号输入电路1、芯片2以及电源3。电源3分别电连接信号输入电路1和芯片2，为两者提供工作所需的电压。

信号输入电路1包括多个信号触发器件和多个电阻，在多个信号触发器件不同开合状态的组合下构成回路电阻值各不相同的导电回路。芯片2包括带模数转换功能的IO口，连接信号输入电路1中的电位采集点，在不同回路电阻值下，电位采集点的电位值也会各不相同，从而可以根据检测到的不同的电位值识别对应的信号，实现单个IO口对多个信号进行监测达到节省IO口的目的。

在此基础上，对每个信号进行功能设定后，芯片2根据识别的结果即可执行信号所对应的功能。芯片2可以采用例如：N76E003,stm8l151等芯片，本实用新型对此不作限制。

在本实用新型中，信号输入电路1可以采用按键信号电路、开关信号电路以及两者的结合来实现。按键信号电路的信号触发器件包括按键(如轻触按键、自锁按键等)，按键包括闭合和断开两种开合状态；而开关信号电路的信号触发器件包括开关(如单刀多掷开关、拨码开关等)，开关包括静触点和多个动触点，可实现多个开合状态。

具体的，按键信号电路包括多个按键以及多个按键信号电阻，按键信号电阻包括串联和并联两种连接结构：多个按键信号电阻串联时，每个按键分别与不同的按键信号电阻并联或者与不同数量的按键信号电阻并联；多个按键信号电阻并联时，每个按键分别串联在不同的并联支路中。

开关信号电路包括多个开关以及多个状态信号电阻，开关包括串联和并联两种连接结构：多个开关串联时，每个开关的静触点与另一开关的所有动触点电连接；多个开关并联时，每个开关的静触点与另一开关的静触点或动触点电连接；其中，每个状态信号电阻分别串联在不同的动触点上。

以下提供多个实施例进行具体说明：

实施例一：

如图2所示，信号输入电路1包括采用串联按键信号电阻的结构的按键信号电路11，以及采用串联开关的结构的开关信号电路12。

按键信号电路11包括依次串联的按键信号电阻R1、R2、R3，与电阻R1并联的按键B1,以及与电阻R1和电阻R2并联的按键B2。按键B1按下时，电阻R1被短路；按键B2按下时，电阻R1、R2同时被短路，从而造成按键信号电路11的回路电阻值变化。

开关信号电路12包括开关SW1、开关SW2，分别设置于开关SW1两个动触点上的电阻R4、R5，以及设置于开关SW2一个动触点上的电阻R6。开关SW1、SW2分别在0端和1端拨动可形成开关信号电路12的4种回路电阻值变化。

电位采集点X设置于按键信号电路11和开关信号电路12之间，电位采集点X两端阻值的变化会导致电位采集点X的电位变化，芯片2通过检测该电位就可以区分不同的信号，进而可执行不同的命令。

在图1中，按键B1,B2作为按键信号输入，开关SW1,SW2作为状态控制输入。电阻的阻值为：R1＝4KΩ；R2＝4KΩ；R3＝1KΩ；R4＝4KΩ；R5＝2KΩ；R6＝4KΩ；电源电压3.3V；不同状态下的阻值、电位情况如表1所示：

表1、不同状态下的阻值、电位情况

当按键没有按下，所有开关都拨动到0端，则按键信号电路11的电阻为：9KΩ。开关信号电路12的电阻为：8KΩ。X点的电位为U＝3.3×8/(9+8)＝1.553V。

当SW1由0端拨动到1端时，开关信号电路12电路阻值由8KΩ变为6KΩ。按键信号电路11阻值不变，X点的电位变为U1＝3.3×6/(9+6)＝1.320V。

当保持U1状态下，按下按键1时，按键信号电路11的阻值由9KΩ变为5KΩ。开关信号电路12阻值不变。X点的电位变为U2＝3.3×6/(5+6)＝1.8V。

总共ADC需要分辨的电位数量N为状态信号个数×(按键信号个数+1)：N＝(2+1)×4＝12；类似的可以算出剩下9个电位值如表2所示。要保证电路可以正常工作所有电位的差值必须大于芯片ADC的分辨率。

为此，把所有电位按数值大小降序排列算出差值：

表2、所有电位按数值大小降序排列及其差值

可知电位差值最小为72mV远高于8位ADC的分辨率(此处是以8位ADC分辨率为例，对于其他分辨率的ADC原理相同)。为保证电位变化可以区分，选取阻值时需要注意：按键信号电路与开关信号电路内部信号变化改变阻值的差值与电路整体阻值数量级不能过大。另外，电位采集点X两侧的电路在不同信号输入状态下阻值比例不能相同，否则计算后电位值相近。

实施例二：

如图3所示，在实施例一的基础上，将开关信号电路12改为采用并联开关的结构。开关SW11与开关SW21的静触点相连接，动触点也相连接。电阻R41、R51、R61、R71分别连接在四个动触点上。

或者，开关SW11的静触点与开关SW21的动触点相连接，开关SW11的动触点与开关SW21的静触点相连接(图中未示出)。

实施例三：

如图4所示，在实施例一的基础上，将按键信号电路11改为按键信号电阻并联的结构。按键信号电阻R12、R92、R82并联，按键B12与按键信号电阻R92串联，按键B22与按键信号电阻R82串联。

实施例四：

如图5所示，在实施例1的基础上，将按键信号电路11改为按键信号电阻并联的结构，将开关信号电路12改为采用并联开关的结构。

按键信号电阻R13、R93、R83并联，按键B13与按键信号电阻R93串联，按键B23与按键信号电阻R83串联。开关SW13与开关SW23的静触点相连接，动触点也相连接。电阻R43、R53、R63、R73分别连接在四个动触点上。

或者，开关SW13的静触点与开关SW23的动触点相连接，开关SW13的动触点与开关SW23的静触点相连接(图中未示出)。

实施例五：

如图6所示，上述实施例一至四都是按键信号电路11和开关信号电路12相互串联的结构，本实施例将按键信号电路11和开关信号电路12相互并联。电位采集点X位于按键信号电路11和开关信号电路12的电压输入端，而输入电压VBAT与电位采集点X还需要串联电阻R14，避免电位采集点X采集到的电位值等于输入电压VBAT。

实施例六：

如图7所示，上述实施例一至五中，信号输入电路1都是采用了按键信号电路11和开关信号电路12的组合，而在本实施例中，信号输入电路1仅采用按键信号电路11，按键信号电路11可以是按键信号电阻串联结构，也可以是按键信号电阻并联结构，电位采集点X位于按键信号电路11的电压输入端(也可以是输出端，且后端还需串联一电阻)，而输入电压VBAT与电位采集点X还需要串联电阻R15，避免电位采集点X采集到的电位值等于输入电压VBAT。

实施例七：

如图8所示，上述实施例一至五中，信号输入电路1都是采用了按键信号电路11和开关信号电路12的组合，而在本实施例中，信号输入电路1仅采用开关信号电路12，开关信号电路12可以是开关串联结构，也可以是开关并联结构，电位采集点X位于开关信号电路12的电压输入端(也可以是输出端，且后端还需串联一电阻)，而输入电压VBAT与电位采集点X还需要串联电阻R16，避免电位采集点X采集到的电位值等于输入电压VBAT。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种利用单个IO口检测多个信号的电路，其特征在于，包括：

信号输入电路，包括多个信号触发器件和多个电阻，在多个所述信号触发器件不同开合状态的组合下构成回路电阻值各不相同的导电回路；

芯片，包括带模数转换功能的IO口，连接所述信号输入电路中的电位采集点，在不同回路电阻值下，所述电位采集点的电位值各不相同。

2.根据权利要求1所述的利用单个IO口检测多个信号的电路，其特征在于，所述信号输入电路包括按键信号电路和/或开关信号电路；

所述按键信号电路的所述信号触发器件包括按键，所述按键包括闭合和断开两种开合状态；

所述开关信号电路的所述信号触发器件包括开关，所述开关包括静触点和多个动触点。

3.根据权利要求2所述的利用单个IO口检测多个信号的电路，其特征在于，所述按键信号电路包括多个按键以及多个按键信号电阻，所述按键信号电阻包括串联和并联两种连接结构：

多个所述按键信号电阻串联时，每个所述按键分别与不同的所述按键信号电阻并联或者与不同数量的所述按键信号电阻并联；

多个所述按键信号电阻并联时，每个所述按键分别串联在不同的并联支路中。

4.根据权利要求2所述的利用单个IO口检测多个信号的电路，其特征在于，所述开关信号电路包括多个开关以及多个状态信号电阻，所述开关包括串联和并联两种连接结构：

多个所述开关串联时，每个所述开关的静触点与另一所述开关的所有动触点电连接；

多个所述开关并联时，每个所述开关的静触点与另一所述开关的静触点或动触点电连接；

其中，每个所述状态信号电阻分别串联在不同的所述动触点上。

5.根据权利要求2所述的利用单个IO口检测多个信号的电路，其特征在于，所述按键信号电路和所述开关信号电路串联在一起，所述电位采集点位于所述按键信号电路和所述开关信号电路之间。

6.根据权利要求2所述的利用单个IO口检测多个信号的电路，其特征在于，所述按键信号电路和所述开关信号电路并联在一起，所述电位采集点位于所述按键信号电路和所述开关信号电路的输入端或输出端。

7.根据权利要求1所述的利用单个IO口检测多个信号的电路，其特征在于，不同开合状态的组合下，所述电位采集点两侧的回路电阻值的比例不相同。

8.根据权利要求1所述的利用单个IO口检测多个信号的电路，其特征在于，所述电位采集点的不同电位值之间的差值大于等于所述芯片的模数转换分辨率。

9.根据权利要求1所述的利用单个IO口检测多个信号的电路，其特征在于，还包括电源，所述电源分别电连接所述信号输入电路和所述芯片。

10.一种电子产品，其特征在于，所述电子产品包括如权利要求1至9任意一项所述的利用单个IO口检测多个信号的电路。