CN219247828U - 一种多路三态信号识别电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多路三态信号识别电路，三态信号识别电路包括信号输入端、信号输出端、设置于信号输入端的第一电压钳位装置、设置于信号输出端的第二电压钳位装置和用于与微处理器电源端连接引入微处理器工作电压的电源连接端，所述输入端依次通过第二电阻和第三电阻与信号输出端连接，所述信号输出端通过第四电阻与地线连接并且依次通过第一电阻和用于使各路三态信号识别电路的电源相互独立的隔离装置与电源连接端连接，所述第二电阻和第三电阻的连接端还设置有用于对经过第一电压钳位装置和第二电阻处理后的输入信号进行稳压的稳压装置。通过本实用新型能够有效保证检测的稳定性，节省成本。
Description
技术领域
本实用新型属于车载信号状态检测领域，尤其涉及一种多路三态信号识别电路。
背景技术
在车载信号状态检测中对于高电平、低电平、高阻态信号的识别需要使用三态电路。在现有的电路中，有的是通过一个采样输出和一个采样输入来区分三态电路，把高电平、低电平、高阻态转换为一种频率信号，这样做的缺点是要占用两个MCU的GPIO，同时还要占用MCU的内部定时器作为定时采样，其电路和实现的方法也相对比较复杂。有的则通过将输入信号经过3个电阻分压，1个电阻限流外接MCU_ADC IO来识别三态信号，缺点是只能识别0-3.3V范围的输入信号，范围较窄；另外不适合多路三态信号同时需要识别的电路，多路三态电路同时使用VCC分压导致ADC识别的每一路高电平电压都不相同。从而需要一种多路三态信号识别电路来满足检测需要。
实用新型内容
本实用新型的目的是，提供一种多路三态信号识别电路，能够有效保证检测的稳定性，节省成本。
为实现该目的，提供了一种多路三态信号识别电路，本电路设置有至少三个结构相同并且分别与连接器及微处理器的ADC模块连接的三态信号识别电路，所述三态信号识别电路包括用于与连接器连接接入输入信号的信号输入端、用于与微处理器的ADC模块连接的信号输出端、设置于信号输入端用于对输入信号进行电压钳位保护后级电路的第一电压钳位装置、设置于信号输出端对输出信号进出电压钳位的第二电压钳位装置和用于与微处理器电源端连接引入微处理器工作电压的电源连接端，所述输入端依次通过第二电阻和第三电阻与信号输出端连接，所述信号输出端通过第四电阻与地线连接并且依次通过第一电阻和用于使各路三态信号识别电路的电源相互独立的隔离装置与电源连接端连接，从而通过第一电阻、第三电阻和第四电阻形成对电源连接端接入电压进行分压的分压装置，所述第二电阻和第三电阻的连接端还设置有用于对经过第一电压钳位装置和第二电阻处理后的输入信号进行稳压的稳压装置。
优选地，所述第一电压钳位装置和第二电压钳位装置均为TVS管，所述第一电压钳位装置的钳位电压为小于等于24V，所述第二电压钳位装置的钳位电压为小于等于3.3V。
优选地，所述稳压装置为稳压管，其稳压范围为4.8V-5.4V，所述第二电阻和第三电阻的连接端还设置用于进行进一步稳压滤波的第一电容。
优选地，所述第一电阻阻值为51kΩ，所述第三电阻阻值为59kΩ，所述第四电阻阻值为100kΩ。
优选地，所述隔离装置为肖特基二极管。
优选地，所述隔离装置的压降小于0.3V。
优选地，所述第二电阻阻值为1kΩ。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：
在本实用新型中通过设置两个电压钳位装置、稳压装置及分压装置对输入信号及接入的微处理器工作电压进行处理，结构巧妙稳定，使得能够有效对三态信号识别及输出，从而能够有效保证检测的稳定性，节省成本。在本实用新型中隔离装置的设置使各路三态识别电路分压电源相互独立，避免多路三态识别电路同时存在导致微处理器的ADC模块识别的每一路高电平状态电压都不相同的问题，提高工作稳定性。在本实用新型中通过连接微处理器工作电压，不需要额外提供电源，能够有效节省成本。在本实用新型中第一电压钳位装置和第二电压钳位装置的设置使得能够有效保护电路，避免损坏微处理器的ADC模块。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，本实用新型提供了一种多路三态信号识别电路，本电路设置有至少三个结构相同并且分别与连接器及微处理器的ADC模块连接的三态信号识别电路，三态信号识别电路包括用于与连接器连接接入输入信号的信号输入端DI1、用于与微处理器的ADC模块连接的信号输出端ADC_DI1、设置于信号输入端DI1用于对输入信号进行电压钳位保护后级电路的第一电压钳位装置1、设置于信号输出端ADC_DI1对输出信号进出电压钳位的第二电压钳位装置3和用于与微处理器电源端连接引入微处理器工作电压的电源连接端VCC3V3，输入端DI1依次通过第二电阻R2和第三电阻R3与信号输出端ADC_DI1连接，信号输出端ADC_DI1通过第四电阻R4与地线连接并且依次通过第一电阻R1和用于使各路三态信号识别电路的电源相互独立的隔离装置4与电源连接端VCC3V3连接，从而通过第一电阻R1、第三电阻R3和第四电阻R4形成对电源连接端VCC3V3接入电压进行分压的分压装置，第二电阻R2和第三电阻R3的连接端还设置有用于对经过第一电压钳位装置1和第二电阻R2处理后的输入信号进行稳压的稳压装置2。在本实施例中，信号输入端DI1通过连接器与电子采集元件连接，能够接入常规的车载信号高电平如12V或24。三态信号识别电路的路数可以根据实际情况进行设置，如三路或四路或五路。微处理器电源为直流3.3V。
第一电压钳位装置1和第二电压钳位装置3均为TVS管，第一电压钳位装置1的钳位电压为小于等于24V，第二电压钳位装置3的钳位电压为小于等于3.3V。第二电阻R2阻值为1kΩ。稳压装置2为稳压管，其稳压范围为4.8V-5.4V，第二电阻R2和第三电阻R3的连接端还设置用于进行进一步稳压滤波的第一电容C1。隔离装置4为肖特基二极管。隔离装置4的压降小于0.3V。
在本实施例中，输入信号高电平在经过第一电压钳位装置1和第二电阻R2后经过稳压装置2稳压到5.1V左右，其中，稳压装置2的具体稳压值与输入信号电平及第二电阻R2有关。隔离装置4为肖特基二极管使各路三态识别电路与微处理器电源端连接相互独立，如果没有隔离装置4，每一路三态识别电路都会通过电源连接端VCC3V3进行分压，多路三态识别电路同时存在会导致微处理器的ADC模块识别的每一路高电平状态电压都不相同，从而通过设置隔离装置4和电源连接端VCC3V3与微处理器电源端连接形成隔离电源。从而通过隔离装置4能够有效提高工作稳定性，不需要额外提供电源，能够有效节省成本。第二电压钳位装置3使得输出信号电压钳位到3.3V以内，避免损害微处理器的ADC模块。
第一电阻R1阻值为51kΩ，第三电阻R3阻值为59kΩ，第四电阻R4阻值为100kΩ。通过第一电阻R1、第三电阻R3和第四电阻R4形成分压装置，使得能够对微处理器电源电压进行处理。
在本实施例中，工作时，在输入低电平0V时，微处理器的ADC模块的采集电压Vadc＝(3.3V-Vd1)*A/(A+51K),A＝(R2+R3)*R4/(R2+R3+R4)，其中，Vd1为隔离装置4的压降，从而输入低电平时Vadc约为1.36V。在输入高电平时，微处理器的ADC模块的采集电压Vadc＝Vd3*R4/(R4+R3)；其中，Vd3为稳压装置2的稳压值，当输入高电平为12V时，Vd3＝5.1V，Vadc约为3.250V；当输入高电平为24V时，Vd3＝5.2V，Vadc约为3.276V；从而输入高电平为12V或24V两者差值小于0.1V，输出信号电压稳定。在输入高阻态时，微处理器的ADC模块的采集电压Vadc＝(3.3V-Vd1)*R4/(R1+R4)；则Vadc约为2.12V。从而三态输出信号电压区分明显并且稳定，从而能够有效保证工作稳定。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种多路三态信号识别电路，其特征在于，本电路设置有至少三个结构相同并且分别与连接器及微处理器的ADC模块连接的三态信号识别电路，所述三态信号识别电路包括用于与连接器连接接入输入信号的信号输入端(DI1)、用于与微处理器的ADC模块连接的信号输出端(ADC_DI1)、设置于信号输入端(DI1)用于对输入信号进行电压钳位保护后级电路的第一电压钳位装置(1)、设置于信号输出端(ADC_DI1)对输出信号进出电压钳位的第二电压钳位装置(3)和用于与微处理器电源端连接引入微处理器工作电压的电源连接端(VCC3V3)，所述输入端(DI1)依次通过第二电阻(R2)和第三电阻(R3)与信号输出端(ADC_DI1)连接，所述信号输出端(ADC_DI1)通过第四电阻(R4)与地线连接并且依次通过第一电阻(R1)和用于使各路三态信号识别电路的电源相互独立的隔离装置(4)与电源连接端(VCC3V3)连接，从而通过第一电阻(R1)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)形成对电源连接端(VCC3V3)接入电压进行分压的分压装置，所述第二电阻(R2)和第三电阻(R3)的连接端还设置有用于对经过第一电压钳位装置(1)和第二电阻(R2)处理后的输入信号进行稳压的稳压装置(2)。
2.根据权利要求1所述的一种多路三态信号识别电路，其特征在于，所述第一电压钳位装置(1)和第二电压钳位装置(3)均为TVS管，所述第一电压钳位装置(1)的钳位电压为小于等于24V，所述第二电压钳位装置(3)的钳位电压为小于等于3.3V。
3.根据权利要求1所述的一种多路三态信号识别电路，其特征在于，所述稳压装置(2)为稳压管，其稳压范围为4.8V-5.4V，所述第二电阻(R2)和第三电阻(R3)的连接端还设置用于进行进一步稳压滤波的第一电容(C1)。
4.根据权利要求1所述的一种多路三态信号识别电路，其特征在于，所述第一电阻(R1)阻值为51kΩ，所述第三电阻(R3)阻值为59kΩ，所述第四电阻(R4)阻值为100kΩ。
5.根据权利要求1或4所述的一种多路三态信号识别电路，其特征在于，所述隔离装置(4)为肖特基二极管。
6.根据权利要求5所述的一种多路三态信号识别电路，其特征在于，所述隔离装置(4)的压降小于0.3V。
7.根据权利要求1所述的一种多路三态信号识别电路，其特征在于，所述第二电阻(R2)阻值为1kΩ。
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