CN214751464U - 一种实现低功耗的控制电路 - Google Patents

Abstract

一种实现低功耗的控制电路，包括通讯模组、外围控制电路和电池，所述电池与外围控制电路电连接，所述外围控制电路与通讯模组电连接，所述通讯模组外接有天线，其特征在于，所述外围控制电路包括依次电连接的开关元件、单稳态电路、门电路和电平转换电路，所述单稳态电路用于接收和转换开关元件发出的沿信号并发送至门电路，所述门电路将负脉冲信号合并后输出至电平转换电路，所述电平转换电路将信号传送至通讯模组并将其唤醒；本实用新型的电路组成中，在不使用MCU的情况下，通过外围控制电路控制通讯模组唤醒并计量，实现远程抄表的功能，节省了成本，电路简单，提高了可靠性，也降低了通讯模组的平均功耗。

Description

一种实现低功耗的控制电路

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体是一种实现低功耗的控制电路。

背景技术

一直以来，为了实现智能水表和燃气表的远程抄表，普遍都使用一个通讯模组加上一个微控制器(Microcontroller Unit，MCU）组成的控制电路，使用MCU来采集流量脉冲并且控制通讯模组加电唤醒实现数据上传，造成通讯模块不能进入休眠模式；这种带MCU控制通讯模组的组成方案，由于MCU成本较高并且还需要编程设计，造成整个方案成本较高，并且由于这种方案器件较多、构成复杂，导致电路的整体可靠性变低；因此，亟需提供一种低成本、低功耗和器件构成简单的电路。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实现低功耗的控制电路，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种实现低功耗的控制电路，包括通讯模组、外围控制电路和电池，所述电池与外围控制电路电连接，所述外围控制电路与通讯模组电连接，所述通讯模组外接有天线，其特征在于，所述外围控制电路包括依次电连接的开关元件、单稳态电路、门电路和电平转换电路，所述单稳态电路用于接收和转换开关元件发出的沿信号并发送至门电路，所述门电路将负脉冲信号合并后输出至电平转换电路，所述电平转换电路将信号传送至通讯模组并将其唤醒。

优选的，所述通讯模组设有串口唤醒端，所述串口唤醒端通过分立器件与磁开关电连接，所述分立器件为三极管。

优选的，所述开关元件为水表采样开关或燃气表采样开关，所述开关元件包括有磁开关信号IN1和磁开关信号IN2，所述开关元件用于发出沿信号，所述沿信号包括上升沿和下降沿。

优选的，所述开关元件的输出端与单稳态电路的输入端连接，所述单稳态电路用于将沿信号转换为负脉冲信号，所述单稳态电路为74HC123电路，所述74HC123电路包括U28单元电路和U29单元电路；所述门电路为与非门电路，所述与非门电路用于将多个负脉冲信号进行合并后输出，所述与非门电路为74HC00电路。

优选的，所述U28单元电路包括输入引脚1A、输入引脚2A、输出引脚1Q/和输出引脚2Q/，所述开关元件的磁开关信号IN1与负极输入引脚1A连接，由输出引脚1Q/输出；所述开关元件的磁开关信号IN2与负极输入引脚2A连接，由输出引脚2Q/输出。

优选的，所述U29单元电路包括输入引脚1B、输入引脚2B、输出引脚1Q/和输出引脚2Q/，所述开关元件的磁开关信号IN1与正极输入引脚1B连接，由输出引脚1Q/输出；所述开关元件的磁开关信号IN2与正极输入引脚2B连接，由输出引脚2Q/输出。

优选的，所述74HC00电路包括输入引脚1A、输入引脚1B、输入引脚4B和输入引脚4A；所述U28单元电路的输出引脚1Q/与74HC00电路的输入引脚1A连接，所述U28单元电路的输出引脚2Q/与74HC00电路的输入引脚1B连接；所述U29单元电路的输出引脚1Q/与输入引脚4A连接，所述U29单元电路的输出引脚2Q/与输入引脚4B连接。

优选的，所述74HC00电路还包括输出引脚2Y和输出引脚3Y，所述输出引脚2Y与通讯模组的输入端PSM_EINT0连接，所述输出引脚3Y与通讯模组的输入端PSM_EINT1连接。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种实现低功耗的控制电路，具备以下有益效果：

1.本实用新型的电路组成中，在不使用MCU的情况下，通过外围控制电路控制通讯模组唤醒并计量，实现远程抄表的功能，节省了成本，在全球芯片稀缺的情况下，更显优势；

2.本实用新型采用简单的门电路和分立器件控制通讯模组唤醒，电路简单，提高了可靠性，也降低了通讯模组的平均功耗。

附图说明

图1为现有控制通讯模组的元件构成示意图；

图2为本实用新型控制通讯模组的元件构成示意图；

图3为本实用新型控制电路整体构成示意图；

图4为本实用新型的门电路示意图；

图5为本实用新型通讯模组串口唤醒磁开关的电路示意图。

其中：1、电池，2、外围控制电路，21、开关元件，22、单稳态电路，23、与非门电路，24、电平转换电路，3、通讯模组，31、三极管，32、磁开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，本实用新型提供一种实现低功耗的控制电路，包括通讯模组3、外围控制电路2和电池1，所述电池1与外围控制电路2电连接，所述电池1用于给通讯模组3供电，所述外围控制电路2与通讯模组3电连接，所述通讯模组3外接有天线，其特征在于，所述外围控制电路2包括依次电连接的开关元件21、单稳态电路22、门电路和电平转换电路24，所述单稳态电路22用于接收和转换开关元件21发出的沿信号并发送至门电路，所述门电路将负脉冲信号合并后输出至电平转换电路24，所述电平转换电路24将信号传送至通讯模组3并将其唤醒。

优选的，所述通讯模组3设有串口唤醒端，所述串口唤醒端通过分立器件与磁开关32电连接，所述分立器件为三极管31。

优选的，所述开关元件21为水表采样开关或燃气表采样开关，所述开关元件21包括有磁开关信号IN1和磁开关信号IN2，所述开关元件21用于发出沿信号，所述沿信号包括上升沿和下降沿；

所述开关元件21包括两个磁开关器件，所述两个磁开关器件均可发出磁开关信号IN1和磁开关信号IN2,当表针旋转时带动磁钢旋转，两个磁开关器件会轮流吸合与断开，所述开关元件21从而发出不同的沿信号，即上升沿和下降沿。

优选的，所述开关元件21的输出端与单稳态电路22的输入端连接，所述单稳态电路22用于将沿信号转换为负脉冲信号，所述单稳态电路22为74HC123电路，所述74HC123电路包括U28单元电路和U29单元电路；所述门电路为与非门电路23，所述与非门电路23用于将多个负脉冲信号进行合并后输出至电平转换电路24，所述与非门电路23为74HC00电路。

优选的，所述U28单元电路包括输入引脚1A、输入引脚2A、输出引脚1Q/和输出引脚2Q/，所述开关元件21的磁开关信号IN1与负极输入引脚1A连接，由输出引脚1Q/输出；所述开关元件21的磁开关信号IN2与负极输入引脚2A连接，由输出引脚2Q/输出。

优选的，所述U29单元电路包括输入引脚1B、输入引脚2B、输出引脚1Q/和输出引脚2Q/，所述开关元件21的磁开关信号IN1与正极输入引脚1B连接，由输出引脚1Q/输出；所述开关元件21的磁开关信号IN2与正极输入引脚2B连接，由输出引脚2Q/输出。

优选的，所述74HC00电路包括输入引脚1A、输入引脚1B、输入引脚4B和输入引脚4A；所述U28单元电路的输出引脚1Q/与74HC00电路的输入引脚1A连接，所述U28单元电路的输出引脚2Q/与74HC00电路的输入引脚1B连接；所述U29单元电路的输出引脚1Q/与输入引脚4A连接，所述U29单元电路的输出引脚2Q/与输入引脚4B连接。

优选的，所述74HC00电路还包括输出引脚2Y和输出引脚3Y，所述输出引脚2Y与通讯模组3的输入端PSM_EINT0连接，所述输出引脚3Y与通讯模组3的输入端PSM_EINT1连接。

作为本实用新型的一个具体实施例:

参照图3，在水表运行过程中，当表针旋转时带动磁钢旋转，两个磁开关32会轮流吸合与断开，水表采样开关会按照一定的规律发出上升沿和下降沿，这些沿信号如果直接控制通讯模组3唤醒，会造成通讯模组3不能进入休眠模式，通过外围控制电路2中的单稳态电路22，将沿信号转换为负脉冲信号，由于通讯模组3只有两个唤醒端口，所以再使用一个与非门电路23，把由单稳态电路22输出的4个负脉冲信号合并成两个负脉冲信号，电平转换电路24将两个负脉冲信号传送给通讯模组3并将其唤醒。

参照图4，磁开关信号IN1和磁开关信号IN2分别连接到两个单稳态电路74HC123中，即U28单元电路和U29单元电路中，U28单元电路和U29单元电路再分别连接到与非门电路23中，与非门电路23将负脉冲信号合并后输出至电平转换电路24，再到通讯模组3；

在U28单元电路中，磁开关信号IN1与负极输入引脚1A连接，由输出引脚1Q/输出并与与非门电路的输入引脚1A连接；所述磁开关信号IN2与负极输入引脚2A连接，由输出引脚2Q/输出并与与非门电路74HC00的输入引脚1B连接；当磁开关信号IN1和磁开关信号IN2都出现下降沿时，U28的输出引脚1Q/和输出引脚2Q/均输出一个20ms的负脉冲，负脉冲经过电平转换电路24唤醒通讯模组3；

在U29单元电路中，磁开关信号IN1与正极输入引脚1B连接，由输出引脚1Q/输出并与与非门电路的输入引脚4A连接；所述磁开关信号IN2与正极输入引脚2B连接，由输出引脚2Q/输出并与与非门电路的输入引脚4B连接;当磁开关信号IN1和磁开关信号IN2都出现上升沿时，U29的输出引脚1Q/和输出引脚2Q/均输出一个20ms的负脉冲，负脉冲经过电平转换电路24唤醒通讯模组3;

U28单元电路和U29单元电路的四个输出引脚分别连接到与非门电路的四个输入引脚，经过与非门电路的一次反向后，通过输出引脚2Y和输出引脚3Y输出到通讯模组3的两个唤醒端分别是PSM_EINT0和PSM_EINT1；这样就实现了将开关元件的每一个上升沿和下降沿都转换成20ms的负脉冲，从而唤醒通讯模组3；通讯模组3被唤醒后，立即扫描开关元件21的状态，对开关元件21的数据进行采样，采样1和采样2经过电平转换电路24至通讯模组3，从而计算出累计用量并保存；

参照图5，通讯模组3的串口唤醒端实现了磁开关32唤醒的功能，将磁开关32的输出端通过电阻R158连接到PNP三极管的b极，PNP三极管的e极连接到通讯模组3的串口NB_RX端，PNP三极管的c极接地；当磁开关32没有吸合时，磁开关32输出是高电平，PNP三极管截止，串口NB_RX端高电平，通讯模组3不唤醒；当通磁开关32吸合时，磁开关32输出低电平，PNP三极管导通，串口NB_RX端被拉低，通讯模组3唤醒,同时将保存的数据开始上传，完成后立即休眠。

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实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种实现低功耗的控制电路，包括通讯模组(3)、外围控制电路(2)和电池(1)，所述电池(1)与外围控制电路(2)电连接，所述外围控制电路(2)与通讯模组(3)电连接，所述通讯模组(3)外接有天线，其特征在于，所述外围控制电路(2)包括依次电连接的开关元件(21)、单稳态电路(22)、门电路和电平转换电路(24)，所述单稳态电路(22)用于接收和转换开关元件(21)发出的沿信号并发送至门电路，所述门电路将脉冲信号合并后输出至电平转换电路(24)，所述电平转换电路(24)将信号传送至通讯模组(3)并将其唤醒。

2.根据权利要求1所述的一种实现低功耗的控制电路，其特征在于，所述通讯模组(3)设有串口唤醒端，所述串口唤醒端通过分立器件与磁开关(32)电连接，所述分立器件为三极管(31)。

3.根据权利要求1所述的一种实现低功耗的控制电路，其特征在于，所述开关元件(21)为水表采样开关或燃气表采样开关，所述开关元件(21)包括有磁开关信号IN1和磁开关信号IN2，所述开关元件(21)用于发出沿信号，所述沿信号包括上升沿和下降沿。

4.根据权利要求1所述的一种实现低功耗的控制电路，其特征在于，所述开关元件(21)的输出端与单稳态电路(22)的输入端连接，所述单稳态电路(22)用于将沿信号转换为负脉冲信号，所述单稳态电路(22)为74HC123电路，所述74HC123电路包括U28单元电路和U29单元电路；所述门电路为与非门电路(23)，所述与非门电路(23)用于将多个负脉冲信号进行合并后输出，所述与非门电路(23)为74HC00电路。

5.根据权利要求4所述的一种实现低功耗的控制电路，其特征在于，所述U28单元电路包括输入引脚1A、输入引脚2A、输出引脚1Q/和输出引脚2Q/，所述开关元件(21)的磁开关信号IN1与负极输入引脚1A连接，由输出引脚1Q/输出；所述开关元件(21)的磁开关信号IN2与负极输入引脚2A连接，由输出引脚2Q/输出。

6.根据权利要求4所述的一种实现低功耗的控制电路，其特征在于，所述U29单元电路包括输入引脚1B、输入引脚2B、输出引脚1Q/和输出引脚2Q/，所述开关元件(21)的磁开关信号IN1与正极输入引脚1B连接，由输出引脚1Q/输出；所述开关元件(21)的磁开关信号IN2与正极输入引脚2B连接，由输出引脚2Q/输出。

7.根据权利要求4所述的一种实现低功耗的控制电路，其特征在于，所述74HC00电路包括输入引脚1A、输入引脚1B、输入引脚4B和输入引脚4A；所述U28单元电路的输出引脚1Q/与74HC00电路的输入引脚1A连接，所述U28单元电路的输出引脚2Q/与74HC00电路的输入引脚1B连接；所述U29单元电路的输出引脚1Q/与输入引脚4A连接，所述U29单元电路的输出引脚2Q/与输入引脚4B连接。

8.根据权利要求7所述的一种实现低功耗的控制电路，其特征在于，所述74HC00电路还包括输出引脚2Y和输出引脚3Y，所述输出引脚2Y与通讯模组(3)的输入端PSM_EINT0连接，所述输出引脚3Y与通讯模组(3)的输入端PSM_EINT1连接。

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