本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种电压电流模拟量信号的检测电路及其微处理器。
背景技术：
在现代工业现场的大量应用场合中，模拟量信号被作为控制信号或者反馈信号用于控制和调节工业生产的进行，因而，模拟量信号的检测技术至关重要。
具体地，工业现场中所使用的模拟量信号通常为0-10V的电压信号，或者是0-20mV的电流信号。现有技术中，在选择是进行电压模拟量信号检测还是电流模拟量信号检测时，具体是采用拨码开关或者跳线针的方式实现的。但是，无论是拨码开关还是跳线针，都需要用户手动去操作，而这在实际应用中往往会带来很多不便。一方面，拨码开关或者跳线针要求其在控制板上的布局要便于用户接触并操作，这对PCB的布局设计带来了局限性；另一方面，在面对某些带有特殊安装要求的设备时，例如一般会被安装在电气柜等机械机构内的变频器，用户往往会受到安装位置和安装空间大小的限制而难以进行手动调节。
由此可见，采用何种电压电流模拟量信号检测电路，以便利用电信号来选择电压模拟量信号检测或者电流模拟量信号检测，以避免用户手动操作机械开关选择，进而提高用户体验，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现要素：
本申请的目的在于提供一种电压电流模拟量信号的检测电路及其微处理器，以便利用电信号来选择电压模拟量信号检测或者电流模拟量信号检测，以避免用户手动操作机械开关选择，进而提高用户体验。
为解决上述技术问题，本申请提供一种电压电流模拟量信号的检测电路，用于连接在被检测信号和微处理器之间，包括电阻调节电路、第一滤波电路、第二滤波电路、第一分压电路和第二分压电路；
其中，所述第一滤波电路的输入端分别与所述第二滤波电路的输入端和所述电阻调节电路的输出端连接，并作为所述检测电路的检测信号输入端；
所述第一滤波电路的输出端与所述第一分压电路的输入端连接；所述第一分压电路的输出端作为所述检测电路的电压检测信号输出端，用于输出电压检测信号至所述微处理器；所述第一分压电路的分压比例为预设电压放大比例；
所述第二滤波电路的输出端与所述第二分压电路的输入端连接；所述第二分压电路的输出端作为所述检测电路的电流检测信号输出端，用于输出电流检测信号至所述微处理器；
所述电阻调节电路的输入端作为所述检测电路的电压电流切换控制端，用于与所述微处理器的控制输出端连接，当输入第一信号时，所述电阻调节电路的输出电阻值为第一阻值；当输入第二信号时，所述电阻调节电路的输出电阻值为小于所述第一阻值的第二阻值，所述第二阻值与所述第二分压电路的分压比例的乘积为预设电流放大比例。
可选地，所述电阻调节电路包括第一电阻、第二电阻、第三分压电路和可控开关管；
其中，所述第三分压电路的输入端作为所述电阻调节电路的输入端，用于与所述微处理器的控制输出端连接，输出端与所述可控开关管的控制端连接；所述可控开关管的第一端接地，第二端与所述第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端与所述第一电阻的第一端连接，并作为所述电阻调节电路的输出端；所述第一电阻的第二端接地；
当所述第三分压电路的输入信号为所述第一信号时，所述可控开关管关断；当所述第三分压电路的输入信号为所述第二信号时，所述可控开关管导通。
可选地，所述可控开关管为NMOS管，所述第一信号为低电平，所述第二信号为高电平。
可选地，还包括第一钳位电路和第二钳位电路；
其中，所述第一钳位电路的输出端与所述电压检测信号输出端连接，用于对所述电压检测信号输出端输出的电压检测信号进行限幅；
所述第二钳位电路的输出端与所述电流检测信号输出端连接，用于对所述电流检测信号输出端输出的电流检测信号进行限幅。
可选地，还包括第一电压跟随电路、第二电压跟随电路、第三钳位电路和第四钳位电路；
其中，所述第一滤波电路的输出端分别与所述第一电压跟随电路的输入端和所述第三钳位电路的输出端连接；所述第一电压跟随电路的输出端与所述第一分压电路的输入端连接；所述第三钳位电路用于对所述第一滤波电路输出的第一滤波信号进行限幅，避免所述第一滤波信号超出所述第一电压跟随电路的输入范围；
所述第二滤波电路的输出端分别与所述第二电压跟随电路的输入端和所述第四钳位电路的输出端连接；所述第二电压跟随电路的输出端与所述第二分压电路的输入端连接；所述第四钳位电路用于对所述第二滤波电路输出的第二滤波信号进行限幅，避免所述第二滤波信号超出所述第二电压跟随电路的输入范围。
可选地，所述第一钳位电路、所述第二钳位电路、所述第三钳位电路和所述第四钳位电路均为双肖特基二极管钳位电路。
可选地，还包括第三滤波电路；
其中，所述第三滤波电路的输出端分别与所述第一滤波电路的输入端、所述第二滤波电路的输入端和所述电阻调节电路的输出端连接，所述第三滤波电路的输入端与所述被检测信号连接，作为所述检测电路的检测信号输入端。
可选地，所述第三滤波电路包括磁珠和电容；
其中，所述磁珠的第一端作为所述第三滤波电路的输入端，第二端与所述电容的第一端连接，并作为所述第三滤波电路的输出端，所述电容的第二端接地。
可选地，所述预设电压放大比例小于理论电压放大比例；所述预设电流放大比例小于理论电流放大比例；以便于对所述电压检测信号或者所述电流检测信号进行矫正。
本申请还提供了一种用于控制如上所述电压电流模拟量信号的检测电路的微处理器，所述微处理器的输出端与所述检测电路的所述电压电流切换控制端连接，所述微处理器具体用于：
获取用户输入的待检测信号的信号类型；
当所述信号类型为电压信号时，向所述检测电路的所述电压电流切换控制端发送所述第一信号；以便从所述电压检测信号输出端获取所述电压检测信号；
当所述信号类型为电流信号时，向所述检测电路的所述电压电流切换控制端发送所述第二信号；以便从所述电流检测信号输出端获取所述电流检测信号。
本申请所提供的电压电流模拟量信号的检测电路，包括电阻调节电路、第一滤波电路、第二滤波电路、第一分压电路和第二分压电路；其中，所述第一滤波电路的输入端分别与所述第二滤波电路的输入端和所述电阻调节电路的输出端连接，并作为所述检测电路的检测信号输入端；所述第一滤波电路的输出端与所述第一分压电路的输入端连接；所述第一分压电路的输出端作为所述检测电路的电压检测信号输出端，用于输出电压检测信号；所述第一分压电路的分压比例为预设电压放大比例；所述第二滤波电路的输出端与所述第二分压电路的输入端连接；所述第二分压电路的输出端作为所述检测电路的电流检测信号输出端，用于输出电流检测信号；所述电阻调节电路的输入端作为所述检测电路的电压电流切换控制端，当输入第一信号时，所述电阻调节电路的输出电阻值为第一阻值；当输入第二信号时，所述电阻调节电路的输出电阻值为小于所述第一阻值的第二阻值，所述第二阻值与所述第二分压电路的分压比例的乘积为预设电流放大比例。
可见，相比于现有技术，本申请所提供的电压电流模拟量信号的检测电路中，电阻调节电路可以根据电压电流切换控制端所输入的信号来切换调节其输出电阻值，进而改变接入检测电路中的负载电阻大小，以便对电压模拟量信号检测或者电流模拟量信号检测做出选择。由于本申请所提供的电压电流模拟量信号的检测电路利用的是电信号而非机械开关，用户无需手动操作机械开关，因而使用起来较为方便，极大地提高了用户体验。本申请所提供的用于控制上述电压电流模拟量信号的检测电路的微处理器，同样具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。
图1为本申请实施例所提供的一种电压电流模拟量信号的检测电路的结构框图；
图2为本申请实施例所提供的一种电压电流模拟量信号的检测电路的电路结构图。
具体实施方式
本申请的核心在于提供一种电压电流模拟量信号的检测电路及其微处理器，以便利用电信号来选择电压模拟量信号检测或者电流模拟量信号检测，以避免用户手动操作机械开关选择，进而提高用户体验。
为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种电压电流模拟量信号的检测电路的结构框图，该检测电路用于连接在被检测信号和微处理器之间，主要包括电阻调节电路1、第一滤波电路2、第二滤波电路3、第一分压电路4和第二分压电路5；
其中，第一滤波电路2的输入端分别与第二滤波电路3的输入端和电阻调节电路1的输出端连接，并作为检测电路的检测信号输入端；
第一滤波电路2的输出端与第一分压电路4的输入端连接；第一分压电路4的输出端作为检测电路的电压检测信号输出端，用于输出电压检测信号至微处理器；第一分压电路4的分压比例为预设电压放大比例；
第二滤波电路3的输出端与第二分压电路5的输入端连接；第二分压电路5的输出端作为检测电路的电流检测信号输出端，用于输出电流检测信号至微处理器；
电阻调节电路1的输入端作为检测电路的电压电流切换控制端，用于与微处理器的控制输出端连接，当输入第一信号时，电阻调节电路1的输出电阻值为第一阻值；当输入第二信号时，电阻调节电路1的输出电阻值为小于第一阻值的第二阻值，第二阻值与第二分压电路5的分压比例的乘积为预设电流放大比例。
具体地，模拟量信号检测电路的输出，包括电压检测信号或者电流检测信号，需要符合后续电路中微处理器模数转换(Analog-Digital Conversion，ADC)端口的输入范围要求,一般来说为0-3V。因此，模拟量信号检测电路需要将输入的电压信号或者电流信号进行一定的比例放大之后，才能得到目标幅值范围内的电压检测信号或者电流检测信号。由此，电压模拟量信号检测过程中的放大比例应当和电流模拟量信号检测过程中的放大比例不同。因此，本申请实施例所提供的电压电流模拟量信号的检测电路中，第一滤波电路2和第一分压电路4所在的支路是用于输出电压检测信号的支路，放大比例为预设电压放大比例；而第二滤波电路3和第二分压电路5所在的支路是用于输出电流检测信号的支路，放大比例为预设电流放大比例。需要说明的是，这里所说的放大均意在过程而非结果，因此也包括放大倍数小于1的情况。
由于电压信号和电流信号的性质不同，其检测电路中所需的负载电阻的阻值大小也不同。具体地，对于电压信号，为了保证测量结果的可靠性，负载电阻可取较大的值；而对于电流信号，由于其需要利用负载电阻转换为电压信号后再分压输出，因此其所需要的负载电阻的阻值较小。本申请中电阻调节电路1的作用就是进行电阻调节，以便在微处理器所输出的电压电流切换控制信号的作用下改变其输出电阻的阻值，即改变检测电路中负载电阻的阻值大小，进而影响整个检测电路的放大比例，对检测电路的检测模式进行切换。
具体地，当电压电流切换控制信号为第一信号时，电阻调节电路1输出较大的阻值，即第一阻值，使得用于输出电压检测信号的支路可以按照预设电压放大比例正常工作；当电压电流切换控制信号为第二信号时，电阻调节电路1的输出较小的阻值，即第二阻值，且该第二阻值大小与第二分压电路的分压比例的乘积为预设电流放大比例，使得用于输出电流检测信号的支路可以按照预设电流放大比例正常工作。
并且，电阻调节电路1可利用可控开关管的通断来实现调节接入电路中的阻值的目的，并且本领域技术人员可以自行设计并实现具体的电路结构，本申请实施例对此并不进行限定。
可见，本申请实施例所提供的电压电流模拟量信号的检测电路中，电阻调节电路1可以根据微处理器输出的电压电流切换控制信号来切换调节其输出电阻值，进而改变接入检测电路中的负载电阻大小，以便对电压模拟量信号检测或者电流模拟量信号检测做出选择。由于本申请所提供的电压电流模拟量信号的检测电路利用的是电信号而非机械开关，用户无需手动操作机械开关，因而使用起来较为方便，极大地提高了用户体验。
本申请所提供的电压电流模拟量信号的检测电路，在上述实施例的基础上：
作为一种优选实施例，电阻调节电路1包括第一电阻、第二电阻、第三分压电路和可控开关管；
其中，第三分压电路的输入端作为电阻调节电路1的输入端，用于与微处理器的输出端连接，输出端与可控开关管的控制端连接；可控开关管的第一端接地，第二端与第二电阻的第一端连接；第二电阻的第二端与第一电阻的第一端连接，并作为电阻调节电路1的输出端；第一电阻的第二端接地；
当第三分压电路的输入信号为第一信号时，可控开关管关断；当第三分压电路的输入信号为第二信号时，可控开关管导通。
具体地，为了实现电阻调节电路1的电阻调节功能，本申请实施例采用了以控制可控开关管的通断来控制电阻是否接入电路中的方法。第三分压电路的输入端作为检测电路的电压电流切换控制端与微处理器的输出端连接，接收微处理器发送的电压电流切换控制信号，以便根据电压电流切换控制信号输出对应的信号来控制可控开关管的通断。
根据电路连接关系可知，当可控开关管关断时，第二电阻处于开路状态，因此电阻调节电路1的输出电阻值即为第一电阻的阻值，即第一电阻的阻值为第一阻值。当可控开关管导通时，可控开关管的导通电阻很小可以忽略，第二电阻与第一电阻并联，则电阻调节电路1的输出电阻值即为第一电阻和第二电阻并联时的等效电阻值；而又因为在实际应用中第一电阻的阻值远大于第二电阻的阻值，因此两者并联后的等效电阻值几乎就可以认为就是阻值较小的第二电阻的阻值，因此，可将第二电阻的阻值取为第二阻值；
作为一种优选实施例，可控开关管为NMOS管，第一信号为低电平，第二信号为高电平。
NMOS管是电力电子领域中一种常用的低功耗可控开关管，当然，本领域技术人员还可以采用其他的可控开关管及对应的微处理器，本申请实施例对此并不进行限定。
作为一种优选实施例，还包括第一钳位电路6和第二钳位电路7；
其中，第一钳位电路6的输出端与电压检测信号输出端连接，用于对电压检测信号输出端输出的电压检测信号进行限幅；
第二钳位电路的输出端7与电流检测信号输出端连接，用于对电流检测信号输出端输出的电流检测信号进行限幅。
具体地，如前所述，输出的检测信号一般要求幅值在0-3V范围内，否则很可能会损坏后续电路中的微处理器。因此，为了确保检测电路的输出不超过输出幅值范围，可以在电压检测信号输出端和电流检测信号输出端分别设置钳位电路进行限幅保护。
作为一种优选实施例，还包括第一电压跟随电路8、第二电压跟随电路9、第三钳位电路10和第四钳位电路11；
其中，第一滤波电路2的输出端分别与第一电压跟随电路8的输入端和第三钳位电路10的输出端连接；第一电压跟随电路8的输出端与第一分压电路4的输入端连接；第三钳位电路10用于对第一滤波电路2输出的第一滤波信号进行限幅，避免第一滤波信号超出第一电压跟随电路的输入范围；
第二滤波电路3的输出端分别与第二电压跟随电路9的输入端和第四钳位电路11的输出端连接；第二电压跟随电路9的输出端与第二分压电路5的输入端连接；第四钳位电路11用于对第二滤波电路3输出的第二滤波信号进行限幅，避免第二滤波信号超出第二电压跟随电路的输入范围。
具体地，第一滤波电路2和第二滤波电路3可以为常用的RC低通滤波电路。为了增强电路的驱动能力，并避免滤波电路和分压电路之间的相互影响，还可以分别在电压模拟量信号检测支路和电流模拟量信号检测支路中设置第一电压跟随电路和第二电压跟随电路。并且，为了保障电压跟随电路的正常工作，可以分别在第一电压跟随电路和第二电压跟随电路的输入端设置第三钳位电路和第四钳位电路，进行限幅保护。
作为一种优选实施例，第一钳位电路6、第二钳位电路7、第三钳位电路10和第四钳位电路11均为双肖特基二极管钳位电路。
肖特基二极管具有较低的导通压降，因此，采用双肖特基二极管钳位电路可以有效提高钳位电路的保护能力。
作为一种优选实施例，还包括第三滤波电路12；
其中，第三滤波电路12的输出端分别与第一滤波电路2的输入端、第二滤波电路3的输入端和电阻调节电路1的输出端连接，第三滤波电路12的输入端与被检测信号连接，作为检测电路的检测信号输入端。
具体地，由于在信号处理过程中很容易受到干扰，因此可以设置两级滤波，以进一步提高滤波效果。
作为一种优选实施例，第三滤波电路12包括磁珠和电容；
其中，磁珠的第一端作为第三滤波电路的输入端，第二端与电容的第一端连接，并作为第三滤波电路的输出端，电容的第二端接地。
具体地，采用磁珠和电容构成的滤波电路可以有效地防止浪涌输入，提高电路的抗干扰能力。
作为一种优选实施例，预设电压放大比例小于理论电压放大比例；预设电流放大比例小于理论电流放大比例；以便于对电压检测信号或者电流检测信号进行矫正。
具体地，由于模拟量信号检测硬件电路一般由线性元器件(如电阻、电容和运算放大器)构成，而电阻、电容等元器件的值会存在误差，例如，电阻的精度为1％，运算放大器存在输入偏置电压，因此，模拟量信号检测硬件电路也存在一定的偏差，影响信号的检测精度。由此，本申请实施例通过余量设置，还可以通过软件方法对硬件电路中无法避免的偏差进行补偿，
例如，对于0-10V的待检测电压信号和0-3V的输出幅值范围，其理论电压放大比例应为0.3，而本申请实施例中可将电路中的预设电压放大比例设置为比0.3稍小的值，例如可设为0.291，则当输入的电压信号为满量程的10V时，输出仅为0.291V，以便通过余量设置和软件校正算法对硬件电路中产生的偏差进行补偿。对于0-20mA的待检测电流信号和0-3V的输出幅值范围，其理论电流放大比例应为150，而本申请实施例中可将电路中的预设电流放大比例设置比150稍小的值，例如可设为141，则当输入的电流信号为满量程的20mA时，输出仅为2.82V，以便通过余量设置和软件校正算法对硬件电路中产生的偏差进行补偿。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种电压电流模拟量信号的检测电路的电路结构图。
如图2所示，其中，AI为检测信号输入端，用于输入被检测信号，包括电压信号或者电流信号。AI_V_AD为电压检测信号输出端，可连接至微处理器的第一ADC端口，用于输出电压检测信号；AI_I_AD为电流检测信号输出端，可连接至微处理器的第二ADC端口，用于输出电流检测信号。SEL_I为电压电流切换控制端，可与微处理器的数字IO端口连接，用于接收微处理器发送的电压电流切换控制信号，以便控制可控开关管Q的关断或者导通，进而选择进行电压模拟量信号检测或者电流模拟量信号检测。
具体地，电阻R8与电容C2构成了第一滤波电路2；电阻R9和电容C4构成了第二滤波电路3；磁珠L1和电容C1构成了第三滤波电路12；电阻R4和电阻R5构成了第一分压电路4，电阻R11和电阻R12构成了第二分压电路5；电阻R6和电阻R7构成了第三分压电路；第三分压电路、可控开关管Q、电阻R1和电阻R2构成了电阻调节电路1，其中，电阻R1即为所说的第一电阻，其阻值具体可以为20KΩ，而电阻R2即为所说的第二电阻，其阻值具体可以为250Ω；肖特基二级管D3和D4、D7和D8分别构成了第一钳位电路6、第二钳位电路7，钳位电源为3V；运算放大器U1-A、电阻R13、电阻R3和电容C3构成了第一电压跟随电路8；运算放大器U1-B、电阻R14、电阻R10和电容C5构成了第二电压跟随电路9；肖特基二极管D1和D2、D5和D6分别构成了第三钳位电路10、第四钳位电路11，钳位电源为15V。
并且，如前，本申请实施例采用了余量设置对0-10V的电压模拟量信号或者0-20mA的电流模拟量信号进行检测。具体地，通过适当的电阻分压设置，本申请实施例可实现在被检测电压信号达到满量程10V时，检测电路输出的电压检测信号比微处理器ADC端口的满量程电压(3V)低约0.09V；而在被检测电流信号达到满量程20mA时，输出的电流检测信号比ADC端口的满量程电压(3V)低约0.14V。通过将所说的0.09V或者0.14V作为校正余量，并利用软件校正算法进行补偿，可以有效达到降低因电阻值偏差和运算放大器的输入偏置电压而产生的检测误差，提高信号检测精度。
下面对本申请实施例所提供的电压电流模拟量信号的检测电路的微处理器进行介绍。
本申请实施例所提供的微处理器的输出端与检测电路的电压电流切换控制端连接，具体用于：
获取用户输入的待检测信号的信号类型；
当信号类型为电压信号时，向检测电路的电压电流切换控制端发送第一信号；以便从电压检测信号输出端获取电压检测信号；
当信号类型为电流信号时，向检测电路的电压电流切换控制端发送第二信号；以便从电流检测信号输出端获取电流检测信号。
具体地，用户可以利用控制终端的触屏输入或者按键输入等功能来选择进行电压模拟量信号检测或者电流模拟量信号检测，以便微处理器获取待检测信号的信号类型。
当微处理器获取到用户输入的待检测信号的信号类型之后，可以向检测电路的电压电流切换控制端输入对应的电压电流切换控制信号，以便切换调节电阻调节电路1的输出电阻值。具体地，进行电压模拟量信号检测时，对应的电压电流切换控制信号即为第一信号，而进行电流模拟量信号检测时，对应的电压电流切换控制信号即为第二信号。
可见，本申请所提供的电压电流模拟量信号的检测电路的微处理器，通过控制向电压电流切换控制端输入的电压电流切换控制信号可以切换调节电阻调节电路1的输出电阻值，进而改变接入检测电路中的负载电阻大小，以便对电压模拟量信号检测或者电流模拟量信号检测做出选择。由于本申请所提供的电压电流模拟量信号的检测电路的微处理器所利用的是电信号而非机械开关，用户无需手动操作机械开关，因而使用起来较为方便，极大地提高了用户体验。
本申请所提供的电压电流模拟量信号的检测电路的微处理器的具体实施方式与上文所描述的电压电流模拟量信号的检测电路可相互对应参照，这里就不再赘述。
本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的电路相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。