CN218866077U - 一种碰撞信号的捕获和诊断电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种碰撞信号捕获和诊断电路，其包括：用于输入碰撞信号的输入端口；与所述输入端口连接的诊断电路，其被配置地判断所述碰撞信号的线束是否发生短路或开路，并输出表示诊断结果的碰撞诊断信号；与所述输入端口连接的电平转换电路，其被配置地将第一电压域的碰撞信号转换至第二电压域的碰撞信号，其中，所述第一电压域的高电平的电压高于所述第二电压域的高电平的电压。这样，采用普通I/O端口就可以实现碰撞信号的监控，不仅节省了使用带中断和计时器的接口增加的费用，而且还可以对碰撞信号进行诊断，防止因为线束本身短路和断路造成的不良后果。

Description

一种碰撞信号的捕获和诊断电路

【技术领域】

本实用新型涉及车辆碰撞信号监控技术领域，特别涉及一种碰撞信号的捕获和诊断电路。

【背景技术】

在车辆中一般都有碰撞预警的信号，它通常是一个PWM波形，周期为120ms，20ms低电平，100ms高电平。为了捕获这个信号，通常要有一个带中断和计时器的单片机去监控。在设计的时候，单片机带中断和计时器的接口经常不够用，如果一定要使用带中断和计时器的接口，往往需要选择更高端的单片机，这会增加成本。另外，PWM信号为单根硬线，有短路和断路的可能性，也需要诊断。

因此，有必要提出一种新的技术方案来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的之一在于提供一种碰撞信号捕获和诊断电路，其采用普通I/O端口实现碰撞信号的监控，不仅节省了使用带中断和计时器的接口增加的费用，而且还可以对碰撞信号进行诊断，防止因为线束本身短路和断路造成的不良后果。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种碰撞信号捕获和诊断电路，其包括：用于输入碰撞信号的输入端口；与所述输入端口连接的诊断电路，其被配置地判断所述碰撞信号的线束是否发生短路或开路，并输出表示诊断结果的碰撞诊断信号；与所述输入端口连接的电平转换电路，其被配置地将第一电压域的碰撞信号转换至第二电压域的碰撞信号，其中，所述第一电压域的高电平的电压高于所述第二电压域的高电平的电压。

与现有技术相比，本实用新型采用普通I/O端口实现碰撞信号的监控，不仅节省了使用带中断和计时器的接口增加的费用，而且还可以对碰撞信号进行诊断，防止因为线束本身短路和断路造成的不良后果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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它的附图。其中：

图1为本实用新型在一个实施例中的碰撞信号捕获和诊断电路的电路示意图。

【具体实施方式】

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的耦接、连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接相连，比如A与B耦接，既包括A和B直接电性相连，还包括A通过电元器件或电路与B相连。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“正”、“背”、“左”、“右”、“竖直”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参考图1所示，其为本实用新型在一个实施例中的碰撞信号捕获和诊断电路的电路示意图。图1所示的碰撞信号捕获和诊断电路包括用于输入碰撞信号的输入端口PWM_CRASH_IN，与输入端口PWM_CRASH_IN连接的诊断电路110，以及与输入端口PWM_CRASH_IN连接的电平转换电路120。其中，诊断电路110被配置地判断碰撞信号PWM_CRASH_IN的线束是否发生短路或开路，并输出表示诊断结果的碰撞诊断信号PWM_CRASH_OUT；电平转换电路120被配置地将第一电压域的碰撞信号PWM_CRASH_IN转换至第二电压域的碰撞信号CRASH_OUT，其中第一电压域的高电平的电压高于第二电压域的高电平的电压。

在图1所示的具体实施例中，碰撞诊断信号PWM_CRASH_OUT为PWM(Pulse widthmodulation，即脉冲宽度调制)信号，其一个周期为120ms，20ms的低电平，100ms的高电平；第一电压域的高电平的电压为一般车载蓄电池的电压即12V，第二电压域的高电平的电压为1.8V或3.3V。

在图1所示的具体实施例中，碰撞信号捕获和诊断电路还包括与输入端口PWM_CRASH_IN连接的输入端口电路130，以及串联于输入端口PWM_CRASH_IN和接地端之间的分压电路140。输入端口电路130包括依次串联于第一电源和输入端口PWM_CRASH_IN之间的电阻R1和稳压二极管D1，以及串联于输入端口PWM_CRASH_IN和接地端之间的稳压二极管D2，其中，稳压二极管D1的阳极A通过电阻R1与第一电源相连，稳压二极管D1的阴极C连接至输入端口PWM_CRASH_IN；稳压二极管D2的阴极C连接至输入端口PWM_CRASH_IN，稳压二极管D2的阳极A接地。分压电路140的输出端与诊断电路110的输入端和电平转换电路120的输入端相连，分压电路140包括依次串联于输入端口PWM_CRASH_IN和接地端之间的电阻R2和电阻R3，电阻R2和电阻R3的中间节点作为分压电路140的输出端。

其中，电阻R1和稳压二极管D1给碰撞信号PWM_CRASH_IN(即碰撞输入的PWM信号)做上拉，稳压二极管D2是钳位的作用，当输入的碰撞信号PWM_CRASH_IN受外界影响突然增大，稳压二极管D2导通，使输入的碰撞信号PWM_CRASH_IN对地短路，保护后级电路不受损坏。电阻R2和电阻R3的作用是分压，保证电阻R2和电阻R3的中间节点的电压(即分压电路140的输出电压)高于场效应晶体管Q2和场效应晶体管Q1的Vgs(即栅源电压或阈值电压)即可。

在图1所示的具体实施例中，诊断电路110包括电阻R4和场效应晶体管Q1，其中，电阻R4的一端与第二电源相连；场效应晶体管Q1的栅极G用作诊断电路110的输入端，其源极S接地，其漏极D与电阻R4的另一端相连，其漏极D作为诊断电路110的输出端输出碰撞诊断信号PWM_CRASH_OUT，其中，第二电源的电压低于第一电源的电压，在碰撞信号PWM_CRASH_IN的线束发生短路时，场效应晶体管Q1关断，碰撞诊断信号PWM_CRASH_OUT为恒定的高电平(其等于第二电源的电压)；在碰撞信号PWM_CRASH_IN的线束发生开路(或断路)时，场效应晶体管Q1导通，碰撞诊断信号PWM_CRASH_OUT为恒定的低电平(其等于0V)；在正常工作时，碰撞诊断信号PWM_CRASH_OUT为碰撞信号PWM_CRASH_IN或碰撞信号PWM_CRASH_IN的反信号，也可以说，正常情况下，碰撞诊断信号PWM_CRASH_OUT为采样到的PWM信号。这达到了对线束本身诊断的功能。

在图1所示的具体实施例中，电平转换电路120包括电阻R5、电阻R9、电阻R10、场效应晶体管Q2和比较器COMP。其中，场效应晶体管Q2的栅极G用作电平转换电路120的输入端，其源极S接地，其漏极D通过电阻R5与第一电压Voltage1相连；比较器COMP的第一输入端3经电阻R9与第二电压Voltage2相连，其第二输入端2与场效应晶体管Q2的漏极D相连，其输出端1通过电阻R10与第二电源相连，其输出端1作为电平转换电路120的输出端输出第二电压域的碰撞信号CRASH_OUT。

在图1所示的具体实施例中，电平转换电路120还包括缓冲电路122，缓冲电路122包括依次串联于场效应晶体管Q2的漏极D和比较器COMP的第二输入端2之间的电阻R6、R7和R8，串联于电阻R6和R7的中间节点和接地端之间的电容C1，串联于电阻R7和R8的中间节点和接地端之间的电容C2、串联于比较器COMP的第二输入端2和接地端之间的电容C3。

在图1所示的具体实施例中，第一电源的电压为12V，其等于第一电压域的高电平的电压；第二电源的电压为1.8V或3.3V其等于第二电压域的高电平的电压；比较器COMP的第一输入端3和第二输入端2分别为比较器COMP的同相输入端和反相输入端。

其中，第一电压Voltage1的电压可以根据电路的设计调整，第一电压Voltage1通过电阻R5给电容C1、C2、C3充电，电阻R6、R7、R8起缓冲的作用。第二电压Voltage2也可以根据仿真的结果调整，当电容C3的电压低于第二电压Voltage2时，比较器COMP的输出端1输出高电平，第二电压域的碰撞信号CRASH_OUT就是1.8V或者3.3V电平；当电容C3的电压高于第二电压Voltage2时，比较器COMP的输出端1输出低电平，第二电压域的碰撞信号CRASH_OUT输出0V电平。这样单片机使用一个普通输入I/O端口就能监控碰撞信号。

综上所述，本实用新型本提供的碰撞信号的捕获和诊断电路采用普通I/O端口实现碰撞信号的监控，不仅节省了使用带中断和计时器的接口增加的费用，而且还可以对碰撞信号进行诊断，防止因为线束本身短路和断路造成的不良后果。

需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (7)

1.一种碰撞信号捕获和诊断电路，其特征在于，其包括：

用于输入碰撞信号的输入端口；

与所述输入端口连接的诊断电路，其被配置地判断所述碰撞信号的线束是否发生短路或开路，并输出表示诊断结果的碰撞诊断信号；

与所述输入端口连接的电平转换电路，其被配置地将第一电压域的碰撞信号转换至第二电压域的碰撞信号，其中，所述第一电压域的高电平的电压高于所述第二电压域的高电平的电压。

2.根据权利要求1所述的碰撞信号捕获和诊断电路，其特征在于，

所述第一电压域的高电平的电压为12V，

所述第二电压域的高电平的电压为1.8V或3.3V；

所述碰撞信号为PWM信号。

3.根据权利要求1所述的碰撞信号捕获和诊断电路，其特征在于，其还包括：

与所述输入端口连接的输入端口电路，其包括依次串联于第一电源和所述输入端口之间的电阻R1和稳压二极管D1，以及串联于所述输入端口和接地端之间的稳压二极管D2，其中，所述稳压二极管D1的阳极通过电阻R1与所述第一电源相连，所述稳压二极管D1的阴极连接至所述输入端口，所述稳压二极管D2的阴极连接至所述输入端口，所述稳压二极管D1的阳极接地；

串联于所述输入端口和接地端之间的分压电路，其输出端与所述诊断电路的输入端和所述电平转换电路的输入端相连，其包括依次串联于所述输入端口和接地端之间的电阻R2和电阻R3，电阻R2和电阻R3的中间节点作为所述分压电路的输出端。

4.根据权利要求3所述的碰撞信号捕获和诊断电路，其特征在于，所述诊断电路包括：

电阻R4，其一端与第二电源相连；

场效应晶体管Q1，其栅极用作所述诊断电路的输入端，其源极接地，其漏极与所述电阻R4的另一端相连，其漏极作为所述诊断电路的输出端输出所述碰撞诊断信号，

所述第二电源的电压低于所述第一电源的电压，

在所述碰撞信号的线束发生短路时，所述场效应晶体管Q1关断，所述碰撞诊断信号为恒定的高电平，

在所述碰撞信号的线束发生开路时，所述场效应晶体管Q1导通，所述碰撞诊断信号为恒定的低电平，

在正常工作时，所述碰撞诊断信号为所述碰撞信号或所述碰撞信号的反信号。

5.根据权利要求3所述的碰撞信号捕获和诊断电路，其特征在于，

所述电平转换电路包括：

电阻R5、电阻R9和R10；

场效应晶体管Q2，其栅极用作所述电平转换电路的输入端，其源极接地，其漏极通过所述电阻R5与第一电压相连；

比较器，其第一输入端经所述电阻R9与第二电压相连，其第二输入端与所述场效应晶体管Q2的漏极相连，其输出端通过电阻R10与第二电源相连，其输出端作为所述电平转换电路的输出端输出第二电压域的碰撞信号。

6.根据权利要求5所述的碰撞信号捕获和诊断电路，其特征在于，所述电平转换电路还包括缓冲电路，所述缓冲电路包括：

依次串联于所述场效应晶体管Q2的漏极和所述比较器的第二输入端之间的电阻R6、R7和R8；

串联于所述电阻R6和R7的中间节点和接地端之间的电容C1；

串联于所述电阻R7和R8的中间节点和接地端之间的电容C2；

串联于所述比较器的第二输入端和接地端之间的电容C3。

7.根据权利要求4或5所述的碰撞信号捕获和诊断电路，其特征在于，

所述第一电源的电压等于所述第一电压域的高电平的电压；

所述第二电源的电压等于所述第二电压域的高电平的电压。

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