CN219958106U - 用于检测控制器的多路电压电路、系统及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于检测控制器的多路电压电路、系统及电动汽车，包括：MCU模块，其具有多个用于发送片选信号的片选发送端和用于多个接收数据的第一数据接收端；片选开关模块的多个片选接收端与MCU模块的多个片选发送端一一对应连接；多个译码器的使能端分别与片选开关模块的多个片选输出端一一对应连接，各译码器的第一数据输出端与MCU模块的第一数据接收端连接；多个电压采集模块，每个电压采集模块具有用于与译码器的第二数据接收端相连接的第二数据输出端，多个电压采集模块与多个译码器一一对应连接。本实用新型只用少数个GPIO口就能够实现对多路的电压检测，不仅节约MCU的GPIO数量还满足对大量接口的检测，而且对于MCU的算力、存储要求不大。

Description

用于检测控制器的多路电压电路、系统及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电动汽车控制器的电压检测技术领域，具体涉及用于检测控制器的多路电压检测电路、系统及电动汽车。

背景技术

整车控制器作为纯电动汽车的核心部件，在整车驱动、能量管理、网络管理、故障诊断、整车安全等方面起着非常关键的作用。整车控制器的安全设计除了软件策略上的安全以外还包括硬件电路的安全，所以具备对故障诊断、反馈、定位等保护策略的整车控制器才能符合整车安全的要求，从而保护行车、零部件自身的安全。在车辆行驶或上电的过程中整车控制器需要对车窗车门等状态进行确认。一般情况下每一个状态都与高低电平有关，理想情况下每一个高低电平边电路都需要一个GPIO与其对应。但有些时候MCU的GPIO数量有限，更换其它有充足的MCU所花费的可靠性验证的时间、精力成本高。此时为满足对一定数量的电压检测需求，一般通过扩展芯片的方法来实现。这样可以在不更换MCU的情况下，减少MCU的GPIO使用数量对多路电压进行检测。有些设计为达到精准的检测的效果，一般要求对每一处的高低电平实时检测并分析计算，这对算力或存储的空间要求很高。对于某些实时性要求不高或在选定了某款算力、存储空间有限MCU的情况下，每一处的电压实时检测就没有必要了。

如专利文献CN105242106A公开了一种可对多路电压进行采样与检测的装置及方法，包括检测结果输出模块和与待测电源多个电源信号输出端一一对应的多个电压检测模块，电压检测模块包括被测电压放大衰减模块、A/D采样模块和电压计算模块，电压计算模块根据接收的采样电压值和被测时间生成V-T曲线数据，输出至检测结果输出模块，检测结果输出模块将V-T曲线数据转换成显示终端可处理的信号输出。本发明内部设置多个电压检测模块，可同时对待测电源的多个电压信号进行检测；通过选择检测类型，不仅能检测每路电压信号的均值，还能检测电压峰值、电压谷值，并将各个时刻的电压值绘制成电压-时间(V-T)曲线图。

毫无疑问，上述专利文献公开的技术方案不失为所属技术领域的一种有益的尝试。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于检测控制器的多路电压电路，在不更换MCU的情况下，只用少数GPIO口就能检测多路电压。

第一方面，本实用新型所述的一种用于检测控制器的多路电压电路，包括：

MCU模块，该MCU模块具有多个用于发送片选信号的片选发送端和用于多个接收数据的第一数据接收端；

片选开关模块，该片选开关模块具有多个用于接收片选信号的片选接收端和多个用于输出使能信号的片选输出端，该片选开关模块的多个片选接收端与MCU模块的多个片选发送端一一对应连接；

多个译码器，每个译码器具有使能端、第二数据接收端和第一数据输出端，多个译码器的使能端分别与片选开关模块的多个片选输出端一一对应连接，各译码器的第一数据输出端与MCU模块的第一数据接收端连接；

以及多个电压采集模块，每个电压采集模块具有用于与译码器的第二数据接收端相连接的第二数据输出端，多个电压采集模块与多个译码器一一对应连接，在与电压采集模块相连接的译码器被片选开关模块选中，所述电压采集模块将采集的数据发送给与其连接的译码器，所述译码器将采集的数据发送给MCU模块。

进一步，所述片选开关模块采用二四译码器。

进一步，所述片选开关模块包括两个片选接收端，所述MCU模块包括两个片选发送端，片选开关模块的两个片选接收端与MCU模块的两个片选发送端一一对应连接。

进一步，所述片选开关模块具有四个片选输出端，四个片选接收输出端分别与四个译码器的使能端一一对应连接。片选开关模块有二线输入端，四线输出端，输入端编码有00、10、01、11，其可通过片选开关模块的Y0、Y1、Y2、Y3端分别控制四个不同的八三译码器的低电平有效的输入使能端EI工作，则可以达成MCU模块对四个八三译码器的选中进行控制。片选开关模块根据上述MCU发送的片选信号00、01、10和11进行地址译码，根据片选开关模块真值表逻辑关系计算得出相对应的信号。

进一步，所述译码器采用八三译码器。四个八三译码器根据MCU模块发送不同的片选信号，从而选择不同的译码器进行工作。电压检测模块根据检测到的电压信号发送给其对应连接的译码器，则对应的译码器将采集的数据再次反馈到MCU模块。通过外接显示屏或其它方式，用户可以很清楚的知晓对应的电压信号的信息。

第二方面，本实用新型所述的一种检测系统，包括如上所述的用于检测控制器的多路电压电路。

第三方面，本实用新型所述的一种电动汽车，包括如上所述的检测系统。

本实用新型的有益效果：本实用新型只用少数个GPIO口就能够实现对多路电压的检测，不仅节约MCU的GPIO数量还满足对大量接口的检测，而且对于MCU的算力、存储要求不大。

附图说明

图1为本实施例的原理框图；

图2为本实施例的电路图；

图3为本实施例的流程框图。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本实用新型技术方案的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实施例中，一种用于检测控制器的多路电压电路，包括：MCU模块1，该MCU模块1具有多个用于发送片选信号的片选发送端和用于多个接收数据的第一数据接收端；片选开关模块2，该片选开关模块2具有多个用于接收片选信号的片选接收端和多个用于输出使能信号的片选输出端，该片选开关模块2的多个片选接收端与MCU模块1的多个片选发送端一一对应连接；多个译码器3，每个译码器3具有使能端、第二数据接收端和第一数据输出端，多个译码器3的使能端分别与片选开关模块2的多个片选输出端一一对应连接，各译码器3的第一数据输出端与MCU模块1的第一数据接收端连接；以及多个电压采集模块4，每个电压采集模块4具有用于与译码器3的第二数据接收端相连接的第二数据输出端，多个电压采集模块4与多个译码器3一一对应连接，在与电压采集模块4相连接的译码器3被片选开关模块2选中，所述电压采集模块4将采集的数据发送给与其连接的译码器3，所述译码器3将采集的数据发送给MCU模块1。

如图2和图3所示，本实施例中，片选开关模块2是二线至四线的第二译码器，译码器的型号为74LS139的译码芯片。当然，也可以为其他二四译码器能实现相同功能即可；译码器3采用四个八三译码器，从左至右分别为第二译码器、第三译码器、第四译码器和第五译码器，四个八三译码器3型号为74LS148的译码芯片。当然，也可以为其他八三译码器能实现相同功能即可。同理电压采集模块4的数量也为四个。

本实施例中，片选开关模块2各引脚连接关系如下：片选开关模块2的Y0引脚、Y1引脚、Y2引脚和Y3引脚分别与第一译码器的EI引脚、第二译码器的EI引脚、第三译码器的EI引脚和第四译码器的EI引脚一一对应电连接。片选开关模块2有二线输入端，四线输出端，输入端编码有00、10、01、11，其可通过Y0、Y1、Y2、Y3端分别控制四个不同的八三译码器3的低电平有效的输入使能端EI工作，则可以达成MCU模块1对四个八三译码器3的选中进行控制。片选开关模块2根据上述MCU发送的片选信号00、01、10和11进行地址译码，根据74LS139二四译码器真值表逻辑关系计算得出上述片选信号转变为0111、1101、1011和1110。

本实施例中，MCU模块1各端连接关系如下：MCU模块1的第一输出端和第二输出端分别与片选开关模块2的A0引脚和A1引脚一一对应电连接，MCU模块1的第一输入端至第五输入端分别与四个八三译码器3的Y0引脚、Y1引脚、Y2引脚、GS引脚和EO引脚均连接。MCU模块1用于发送片选信号00、01、10和11。

本实施例中，四个八三译码器3各引脚连接关系如下：第一译码器的A0引脚至A7引脚、第二译码器的A0引脚至A7引脚、第三译码器的A0引脚至A7引脚和第四译码器的A0引脚至A7引脚分别与四个所述电压采集模块4的八个引脚一一对应电连接。四个八三译码器3根据MCU模块1发送不同的片选信号，从而选择不同的译码器进行工作。

本实施例中，具体工作原理阐述如下：当不需要检测时，MCU模块1的第一输出端、第二输出端、第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和第五输入端均不工作。当需要对四个八三译码器的第一译码器到第四译码器中任一处的电压进行检测时，步骤如下：

第一步，MCU模块1发送片选信号00到片选开关模块2。片选信号00转变为0111。

第二步，第一译码器接收该处的信号0111，MCU模块1输入端接收该处第一译码器的输入，则第二译码器、第三译码器和第四译码器不被选中。

第三步，当多个译码器3的某一个译码器3电压采集信号全部为高电平时，通过下述表1，可以知道Y2,Y1,Y0,GS,EO输出为11110，MCU模块1输入端接收到11110的信号，就正常执行某项程序或者判定检测通过；当四个74LS148译码器3的8个输入端，即A0至A7端都是低电平有效，只要A7的电平为低时，Y2、Y1、Y0输出给MCU模块1的信号就为000，就可判定A7处的电压检测不通过，然后做出相应提示；当MCU模块1收到的Y2、Y1、Y0输出的信号为001时，可以判定A6处的电压检测不通过；当MCU模块1收到的信号为010时，判定A5处的电压检测不通过；当MCU模块1收到的信号为011时；判定A4处的电压检测不通过；当MCU模块1收到的信号为100时，判定A3处的电压检测不通过；当MCU模块1收到的信号为101时，判定A2处的电压检测不通过；当MCU模块1收到的信号为110时，判定A1处的电压检测不通过；当MCU模块1收到的Y2、Y1、Y0、GS、EO信号为11101时,判定A0处的电压检测不通过。

第四步，MCU模块1发送片选信号01到片选开关模块2。片选信号01转变为1011，MCU模块1输入端接收该处第二译码器的输入，则第一译码器、第三译码器和第四译码器不被选中。继续重复第三步。

第五步，MCU模块1发送片选信号10到片选开关模块2。片选信号10转变为1101，MCU模块1输入端接收该处第三译码器的输入，则第一译码器、第二译码器和第四译码器不被选中。继续重复第三步。

第六步，MCU模块1发送片选信号11到片选开关模块2。片选信号11转变为1110，MCU模块1输入端接收该处第四译码器的输入，则第一译码器、第二译码器和第三译码器不被选中。继续重复第三步。

表1

本实施例中，当用户通过按键模块下达对某一处电压检测的命令后，MCU模块1根据此条命令响应发送相应的片选信号到对应的电压检测模块4，电压检测模块4根据检测到的电压信号发送给其对应连接的译码器3，则对应的译码器3将采集的数据再次反馈到MCU模块1。通过外接显示屏或其它方式，用户可以很清楚的知晓对应的电压信号的信息。

本实施中还包括电源模块和按键模块，该电源模块和按键模块均与MCU模块1电连接。

本实施例中，一种检测系统，包括本实施例中所述的用于检测控制器的多路电压电路。

本实施例中，一种电动汽车，包括如本实施例中所述的检测系统。

Claims (10)

1.一种用于检测控制器的多路电压电路，其特征在于，包括：

MCU模块（1），该MCU模块（1）具有多个用于发送片选信号的片选发送端和用于多个接收数据的第一数据接收端；

片选开关模块（2），该片选开关模块（2）具有多个用于接收片选信号的片选接收端和多个用于输出使能信号的片选输出端，该片选开关模块（2）的多个片选接收端与MCU模块（1）的多个片选发送端一一对应连接；

多个译码器（3），每个译码器（3）具有使能端、第二数据接收端和第一数据输出端，多个译码器（3）的使能端分别与片选开关模块（2）的多个片选输出端一一对应连接，各译码器（3）的第一数据输出端与MCU模块（1）的第一数据接收端连接；

以及多个电压采集模块（4），每个电压采集模块（4）具有用于与译码器（3）的第二数据接收端相连接的第二数据输出端，多个电压采集模块（4）与多个译码器（3）一一对应连接，在与电压采集模块（4）相连接的译码器（3）被片选开关模块（2）选中，所述电压采集模块（4）将采集的数据发送给与其连接的译码器（3），所述译码器（3）将采集的数据发送给MCU模块（1）。

2.根据权利要求1所述的用于检测控制器的多路电压电路，其特征在于：所述片选开关模块（2）采用二四译码器。

3.根据权利要求1所述的用于检测控制器的多路电压电路，其特征在于：所述译码器（3）采用八三译码器。

4.根据权利要求1至3任一所述的用于检测控制器的多路电压电路，其特征在于：所述片选开关模块（2）具有四个片选输出端，四个片选输出端分别与四个译码器（3）的使能端一一对应连接。

5.根据权利要求1至3任一所述的用于检测控制器的多路电压电路，其特征在于：所述片选开关模块（2）包括两个片选接收端，

所述MCU模块（1）包括两个片选发送端，

片选开关模块（2）的两个片选接收端与MCU模块（1）的两个片选发送端一一对应连接。

6.根据权利要求2所述的用于检测控制器的多路电压电路，其特征在于：所述片选开关模块（2）型号为74LS139。

7.根据权利要求3所述的用于检测控制器的多路电压电路，其特征在于：所述译码器（3）型号为74LS148。

8.根据权利要求1或2或3或6或7所述的用于检测控制器的多路电压电路，其特征在于：还包括电源模块和按键模块，该电源模块和按键模块均与MCU模块（1）电连接。

9.一种系统，其特征在于：采用如权利要求1-8任一项所述的用于检测控制器的多路电压电路。

10.一种电动汽车，其特征在于：采用如权利要求9所述的系统。