一種低電平有效開關輸入信號采集電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車自動控制技術領域，尤其涉及一種低電平有效開關輸入信號采集電路。
【背景技術】
[0002]在汽車自動控制技術中，經常采用開關作為輸入信號，利用開關的閉合和斷開狀態控制信號的輸出。當開關使用時間較長及環境(潮濕、高溫等)影響會使開關觸點接觸阻抗變大，從而導致開關閉合時，無法采集到信號。圖1是現有技術中低電平有效開關輸入信號采集電路的組成示意圖，由圖1可以看出，低電平有效開關輸入信號采集電路，包括:輸入開關K1、電阻R1、電阻R2、I/O接口，所述輸入開關Kl的第一端接地，所述輸入開關Kl的第二端與電阻Rl的第二端電連接，所述電阻Rl的第一端與第一電源電連接，所述電阻R2的第一端與電阻Rl的第二端電連接，所述電阻R2的第二端與I/O接口電連接。
[0003]當Kl斷開時，第一電源所輸出的電壓通過上拉電阻Rl、限流電阻R2輸入到I/O接口，I/o接口所采集到的電平為高電平；當開關Kl閉合時，A點電壓為低電平，通過電阻R2輸入到I/O節口，I/O接口所采集到的電平為低電平。通過開關的閉合和斷開狀態的改變，進而實現控制信號的輸出。
[0004]但在實際使用中，當開關使用時間較長及環境(潮濕、高溫等)影響開關觸點，使得開關觸點接觸阻抗變大，其實際效果如圖2所示，所述開關相當于一個理想開關和一個電阻串聯，當開關閉合時，由于開關接觸電阻變大，A點電壓不是0V，當接觸電阻變化到一定程度，I/O接口將無法采集到信號。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本實用新型提出一種低電平有效開關輸入信號采集電路，以實現在開關觸點接觸阻抗變大時，仍然能夠有效的采集到相應的信號。
[0006]為達此目的，本實用新型提供了一種低電平有效開關輸入信號采集電路，所述低電平有效開關輸入信號采集電路，包括:
[0007]開關輸入電路、基準電壓電路、比較器和I/O接口，所述開關輸入電路與比較器的正輸入端電連接，所述基準電壓電路與比較器的負輸入端電連接，所述比較器的輸出端與I/O接口電連接。
[0008]進一步的，所述開關輸入電路包括:輸入開關、第一電阻、第二電阻和第一電源，所述輸入開關的第一端接地，所述輸入開關的第二端與第一電阻的第二端電連接，所述第一電阻的第一端與第一電源電連接，所述第一電阻的第二端與第二電阻的第一端電連接，所述第二電阻的第二端與所述比較器的正輸入端電連接。
[0009]進一步的，所述基準電壓電路包括:第二電源，所述第二電源與比較器的負輸入端電連接，所述第二電源所輸出電壓為第一電源所輸出電壓的0.5倍。
[0010]進一步的，所述基準電壓電路包括:第二電源、第三電阻和第四電阻，所述第二電源所輸出電壓與第一電源所輸出電壓相等，所述第二電源與所述第三電阻的第一端電連接，所述第三電阻的第二端與第四電阻的第一端電連接，所述第四電阻的第二端接地，所述比較器的負輸入端與所述第三電阻的第二端電連接。
[0011]進一步的，所述第三電阻和第四電阻阻值相等。
[0012]更進一步的，所述電路還包括:第五電阻，所述第五電阻的第一端與比較器的輸出端電連接，所述第五電阻的第二端與I/o接口電連接。
[0013]采用本實用新型所提供的技術方案，在閉合輸入開關時，通過分壓電阻的電壓值與預設的電壓值進行比較，通過比較器輸出相應的低電平信號，使得在開關觸點接觸阻抗變大的情況下，通過捕捉到分壓電阻的電壓值的變化，使得比較器能夠準確地輸出低電平信號。
【附圖說明】
[0014]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0015]圖1是現有技術中低電平有效開關輸入信號采集電路的組成示意圖；
[0016]圖2是現有技術中低電平有效開關輸入信號采集電路的實際效果示意圖；
[0017]圖3是本實用新型提供的低電平有效開關輸入信號采集電路的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部內容。
[0019]如圖3所示，一種低電平有效開關輸入信號采集電路，包括:開關輸入電路、基準電壓電路、比較器Ul和I/O接口，所述開關輸入電路與比較器的正輸入端電連接，所述基準電壓電路與比較器的負輸入端電連接，所述比較器的輸出端與I/O接口電連接，其中，所述開關輸入電路包括:輸入開關K1、第一電阻R1、第二電阻R2和第一電源。所述輸入開關Kl的第一端接地，所述輸入開關Kl的第二端與第一電阻Rl的第二端電連接，所述第二電阻R2的第一端與第一電阻Rl的第二端電連接，所述第二電阻R2的第二端與所述比較器Ul的正輸入端電連接，所述比較器Ul的輸出端與所述I/O接口電連接。
[0020]所述基準電壓電路包括:二電源，所述第二電源與比較器的負輸入端電連接。
[0021]在Kl斷開時，第一電源通過上拉電阻R1、限流電阻R2輸入到比較器Ul的正輸入端。比較器Ul的正輸入端電壓為A點電壓，即第一電源所輸出的電壓，比較器Ul的負輸入端為第二電源所輸出的電壓，所述比較器Ul的負輸入端的電壓應當低于比較器Ul的正輸入端電壓，由于比較器Ul的負輸入端為第二電源所輸出的電壓，通常將第二電源所輸出的電壓設定為不大于第一電源電壓。比較器Ul的負輸入端的電壓低于比較器Ul正輸入端的電壓，比較器Ul的輸出端輸出高電平，I/O采集電平為高電平；當開關Kl閉合時，由于上拉電阻Rl分走部分電壓，A點電壓下降為輸入開關Kl的阻抗電壓，比較器Ul的正輸入端電壓為輸入開關Kl的阻抗電壓。比較器Ul的負輸入端仍為第二電源所輸出的電壓，由于第二電源所輸出的電壓不大于第一電源所輸出的電壓，且Kl的阻抗電壓遠小于上拉電阻R1，即A點電壓小于第二電源所輸出的電壓，比較器Ul的負輸入端的電壓高于比較器Ul正輸入端的電壓，比較器Ul的輸出端輸出低電平，I/O采集電平為低電平。
[0022]在本實施例的一個優選的實施方式中，可以將所述第二電源所輸出的電壓設定為第一電源所輸出電壓的0.5倍。由于輸入開關Kl的阻抗電壓很難達到與上拉電阻Rl相等，所述A點的電壓大于0.5倍的第一電源電壓時，可以認為是干擾，外部開關輸入的信號為無效信號。通過將所述第二電源所輸出的電壓設定為第一電源所輸出電壓的0.5倍，即可將A點的電壓門限值設定為第一電源所輸出電壓的1/2。也可根據設置選擇不同的電壓門限，電壓門限設置的越高，越可以更好的采集到的開關信號；門限設置的越低，抗干擾能力越好。所以最好的平衡點就是第一電源所輸出電壓的1/2。
[0023]在本實施例的另一個優先的實施方式中，第一電源和第二電源可以是同一個電源，所述第二電源所輸出電壓與第一電源所輸出電壓相等，所述的采集電路還包括:第三電阻R3和第四電阻R4，所述第二電源與所述第三電阻R3的第一端電連接，所述第三電阻R3的第二端與第四電阻R4的第一端電連接，所述第四電阻R4的第二端接地，所述比較器Ul的負輸入端與所述第三電阻R3的第二端電連接。通過選取不同阻值的電阻R3和R4，可以設定相應的電壓門限。例如，R3的電阻值為R4的3倍，則設定的門限為第一電源所輸出電壓的1/4，優選的，最好將門限設定為第一電源所輸出電壓的1/2，即所述分壓電阻R3和R4的電阻值相等。
[0024]在本實施例的另一個優先的實施方式中，所述電路還包括:第五電阻R5，所述第五電阻R5的第一端與比較器Ul的輸出端電連接，所述第五電阻的第二端與I/O接口電連接。通過增加限流電阻R5，能夠使I/O接口所接收到的電平信號更加平穩，減小負載電流。
[0025]顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為了清楚說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種低電平有效開關輸入信號采集電路，其特征在于，包括:開關輸入電路、基準電壓電路、比較器和I/o接口，所述開關輸入電路與比較器的正輸入端電連接，所述基準電壓電路與比較器的負輸入端電連接，所述比較器的輸出端與I/O接口電連接。2.根據權利要求1所述的低電平有效開關輸入信號采集電路，其特征在于，所述開關輸入電路包括:輸入開關、第一電阻、第二電阻和第一電源，所述輸入開關的第一端接地，所述輸入開關的第二端與第一電阻的第二端電連接，所述第一電阻的第一端與第一電源電連接，所述第一電阻的第二端與第二電阻的第一端電連接，所述第二電阻的第二端與所述比較器的正輸入端電連接。3.根據權利要求1所述的低電平有效開關輸入信號采集電路，其特征在于，所述基準電壓電路包括:第二電源，所述第二電源與比較器的負輸入端電連接，所述第二電源所輸出電壓為第一電源所輸出電壓的0.5倍。4.根據權利要求1所述的低電平有效開關輸入信號采集電路，其特征在于，所述基準電壓電路包括:第二電源、第三電阻和第四電阻，所述第二電源所輸出電壓與第一電源所輸出電壓相等，所述第二電源與所述第三電阻的第一端電連接，所述第三電阻的第二端與第四電阻的第一端電連接，所述第四電阻的第二端接地，所述比較器的負輸入端與所述第三電阻的第二端電連接。5.根據權利要求4所述的低電平有效開關輸入信號采集電路，其特征在于，所述第三電阻和第四電阻阻值相等。6.根據權利要求1所述的低電平有效開關輸入信號采集電路，其特征在于，所述的電路還包括:第五電阻，所述第五電阻的第一端與比較器的輸出端電連接，所述第五電阻的第二端與I/o接口電連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種低電平有效開關輸入信號采集電路，包括：開關輸入電路、基準電壓電路、比較器和I/O接口，所述開關輸入電路與比較器的正輸入端電連接，所述基準電壓電路與比較器的負輸入端電連接，所述比較器的輸出端與I/O接口電連接。采用本實用新型所提供的技術方案，能夠在開關觸點接觸阻抗變大時，仍然能夠準確地接收到低電平信號。
【IPC分類】H03K19/0175
【公開號】CN204859150
【申請號】CN201520602519
【發明人】賈春冬
【申請人】北京經緯恒潤科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月11日