专利名称：微控制单元的电压检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子器件测试技术领域，特别是涉及一种微控制单元的电压检测
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背景技术：
随着大规模集成装置的出现及发展，微控制 单元(Micro Controller Unit,简称MCU)可以将计算机的CPU(中央处理器)、RAM(随机存储器)、R0M(只读内存)、定时数器和多种1/0(输入/输出)接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。目前的电子产品是一般都由一颗或一颗以上的MCU组成的系统，MCU的输入电压VDD是由电池直接供电或者电池分压后供电的，通过电池分压供电时，MCU的电压跟随电池电压的变化而变化，因此通过检测MCU的输入电压VDD能得知当前的电池电压。当电池电压下降到某一值时，会对系统的某些性能产生影响。因此需要对电池电压或者与电池电压有跟随关系的电压进行检测，当检测电压下降到某一阈值时，自动禁止系统的部分功能并提醒更换电池。MCU的输入电压检测通常需要利用MCU内置的A/D (模拟/数字)转换器或者低压检测模块实现电压检测功能，内置A/D转换器或者低压检测模块虽然检测结果较为精确，但是会导致MCU的成本增加。在一些低成本的MCU中，并未内置A/D转换器或者低压检测模块，其可以简单的通过外部扩展A/D转换器来实现电压检测功能，但是此种情况下成本并未降低。所以，对于一些电压检测精度要求不高，而成本控制要求相对较高的场合，通过内置或者外部扩展A/D转换器的方式都无法满足成本方面的要求。目前市场上有通过三极管、电容、电阻等器件搭成的电压检测的方案，但性能不好，且受环境影响比较大(比如不同温度环境下检测点电压变化非常大)，使其应用价值不明显，推广困难。经过长时间研究，终于发明出受温度环境影响小，成本低，检测精度高的电压检测方案。因此，如何提供一种微控制单元的电压检测装置，能够在降低成本的同时，精确地检测微控制单元的电压，已成为本领域技术人员需要解决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种微控制单元的电压检测装置，能够在降低成本的同时，精确地检测微控制单元的待测电压。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种微控制单元的电压检测装置，包括微控制单元和电压检测单元所述微控制单元包括电压输入端口、时间检测单元、计算存储单元和控制单元；所述控制单元与所述电压输入端口和时间检测单元连接，待测电压通过所述电压输入端口输入控制单元，所述控制单元向所述电压检测单元输出一输出电压，所述输出电压至少包括第一电压和第二电压，所述电压检测单元向所述控制单元输出一反馈电压，所述控制单元检测所述输出电压和反馈电压并提供给所述时间检测单元，所述时间检测单元将检测到的第一放电时间和第二放电时间输出给所述计算存储单元，所述计算存储单元根据所述第一放电时间与第二放电时间的比值得到所述待测电压，或者所述时间检测单元将检测到的第一充电时间和第二充电时间输出给所述计算存储单元，所述计算存储单元根据所述第一充电时间与第二充电时间的比值得到所述待测电压。进一步的，所述微控制单元包括一第一输入/输出端口，所述电压检测单元包括电容和电阻，所述电容的一端与所述电阻的一端连接后与所述第一输入/输出端口相连，所述电容的另一端与所述电阻的另一端相连并接地。进一步的，所述第一电压或者第二电压中有一个且只有一个等于待测电压。进一步的，所述微控制单兀包括一第二输入/输出端口和一电压输出端口，控制单元通过所述电压输出端口向电压检测单元输出所述输出电压，所述电压检测单元包括电容和电阻，所述电容的一端与所述电阻的一端相连并与所述第二输入/输出端口相连，所述电容的另一端输入的电压等于待测电压，所述电阻的另一端与所述电压输出端口相连。[0011 ] 与现有技术相比，本实用新型提供的微控制单元的电压检测装置具有以下优点1、本实用新型提供的微控制单元的电压检测装置，包括微控制单元和电压检测单元，所述微控制单元的控制单元向所述电压检测单元输出一输出电压，所述输出电压至少包括第一电压和第二电压，所述电压检测单元向所述控制单元输出一反馈电压，所述控制单元检测所述输出电压和反馈电压并提供给所述时间检测单元，所述时间检测单元在控制单元输出的第一电压、第二电压下分别测得所述电压检测单元的第一放电时间和第二放电时间，所述计算存储单元根据所述第一放电时间和第二放电时间的比值得到待测电压，或者所述时间检测单元在控制单元输出的第一电压、第二电压下分别测得所述电压检测单元的第一充电时间和第二充电时间，所述计算存储单元根据所述第一充电时间和第二充电时间的比值得到所述待测电压，与现有技术相比，采用本实用新型的电压检测装置的成本低，并且外围电路简化，测试方法简单，实现了检测待测电压的功能，同时本实用新型的电压检测装置不受温度等环境的影响，检测精度高。2、本实用新型提供的微控制单元的电压检测装置，所述时间检测单元设置于所述微控制单元内，利用所述微控制单元本身的所述时间检测单元对所述电压检测单元的充电时间或放电时间进行检测，有利于简化电路，降低成本。
图1为本实用新型一实施例中微控制单元的电压检测装置的示意图；图2为本实用新型一实施例中微控制单元的电压检测装置的第一输入/输出端口的波形示意图；图3为本实用新型一实施例中标准时间比与待测电压关系对照表对应的时间比与电压关系图；图4为本实用新型另一实施例中微控制单元的电压检测装置的示意图；图5为本实用新型另一实施例中微控制单元的电压检测装置的电压输出端口和第二输入/输出端口的波形示意图；图6为本实用新型另一实施例中标准时间比与待测电压关系对照表对应的时间比与电压关系图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本实用新型的微控制单元的电压检测装置进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。 本实用新型的核心思想在于，提供一种微控制单元的电压检测装置，该电压检测装置包括微控制单元和电压检测单元所述微控制单元包括电压输入端口、时间检测单元、计算存储单元和控制单元；所述控制单元与所述电压输入端口和时间检测单元连接，待测电压通过所述电压输入端口输入控制单元，所述控制单元向所述电压检测单元输出一输出电压，所述输出电压至少包括第一电压和第二电压，所述电压检测单元向所述控制单元输出一反馈电压，所述控制单元检测所述输出电压和反馈电压并提供给所述时间检测单元，所述时间检测单元将检测到的第一放电时间和第二放电时间输出给所述计算存储单元，所述计算存储单元根据所述第一放电时间与第二放电时间的比值得到所述待测电压，或者所述时间检测单元将检测到的第一充电时间和第二充电时间输出给所述计算存储单元，所述计算存储单元根据所述第一充电时间与第二充电时间的比值得到所述待测电压。以下列举所述微控制单元的电压检测装置的几个实施例，以清楚说明本实用新型的内容，应当明确的是，本实用新型的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本实用新型的思想范围之内。第一实施例以下请参考图1，其为本实用新型一实施例中微控制单元的电压检测装置的示意图。如图1所示，电压检测装置包括微控制单元110和电压检测单元120。所述微控制单元110包括电压输入端口 111、时间检测单元114、控制单元115和计算存储单元117。所述控制单元115与所述电压输入端口 111和时间检测单元114连接，待测电压通过所述电压输入端口 111输入控制单元115，所述控制单元115向所述电压检测单元120输出一输出电压，所述输出电压至少包括第一电压和第二电压，所述电压检测单元120向所述控制单元115输出一反馈电压，所述控制单元115检测所述输出电压和反馈电压并提供给所述时间检测单元114，所述时间检测单元114在控制单元输出的第一电压、第二电压下分别测得所述电压检测单元的第一放电时间和第二放电时间，所述时间检测单元114将检测到的第一放电时间和第二放电时间输出给所述计算存储单元117，所述计算存储单元117根据所述第一放电时间与第二放电时间的比值得到所述待测电压。在本实施例中，时间检测单元114设置于微控制单元110内，为微控制单元110本身自带的，如定时器，可以进一步的简化电路，降低成本。在本实施例中，所述微控制单兀110包括一第一输入/输出端口 112,所述电压检测单元包括电容121和电阻122，所述电容121的一端与所述电阻122的一端连接后与所述第一输入/输出端口 112相连,所述电容121的另一端与所述电阻122的另一端相连并接地。其中，电容121的容值较佳的为O. OluF 10 μ F，优选O. 05uF、0.1uF,O. 5uF、lyF,5yF,8yF,电阻 122 的阻值较佳的为 IkQ 1ΜΩ，优选 2kQ、5kQ、10kQ、100kQ、500k Ω、800kQ，但电容121的容值和电阻122的阻值并不限于上述范围，只要能满足充放电的需要即可。以下结合图2-图3具体说明本实施例中微控制单元的电压检测装置的测试方法。其中，图2为本实用新型一实施例中微控制单元的电压检测装置的第一输入/输出端口的波形示意图；图3为本实用新型一实施例中标准时间比与待测电压关系对照表对应的时间比与电压关系图。本实用新型的微控制单元的电压检测装置在进行测试前需要先建立一标准时间比与待测电压关系对照表，具体如下所述控制单兀115将第一输入/输出端口 112设置为输出状态,所述输出电压为第一电压V1,电容121开始充电，直至电容121饱和；所述控制单元115将第一输入/输出端口 112设置为输入状态，所述控制单元115通过第一输入/输出端口 112接收所述反馈电压，电容121开始放电，时间检测单元114开始计时，直至电容121电压降至 第一输入/输出端口 112的低电平门限电压'，所述时间检测单元114计时结束，计为第一放电时间T1 ；所述控制单兀115将第一输入/输出端口 112设置为输出状态,第一输入/输出端口 112输出第二电压V2,电容121开始充电，直至电容121饱和；所述控制单兀115将第一输入/输出端口 112设置为输入状态，电容121开始放电，时间检测单元114开始计时，直至电容121电压降至第一输入/输出端口 112的低电平门限电压 '，时间检测单元114计时结束，计为第二放电时间T2 ；所述计算存储单元117计算第一放电时间T1与第二放电时间T2的比值，即时间比N；其中，第一电压V1或者第二电压V2中有一个且只有一个等于待测电压VK。然后根据待测电压Vk和对应的所述时间比N制得一标准时间比与待测电压关系对照表，并存储在所述计算存储单元117中。在建立所述标准时间比与待测电压关系对照表的步骤中，所述待测电压Vk为已知电压，在本实施例中，所述待测电压Vk依次取值为3. OV到3. 9V，但所述待测电压Vk的取值范围不做限定。参见图2，根据上述步骤，当所述第一输入/输出端口 112输出电压为V1时，测得时间T1，见图2的阶段I ;当所述第一输入/输出端口 112输出电压为V2时，测得时间T2，见图2的阶段2。电容121的放电公式为4，其中t为放电时间，R为电阻的阻值，C为电容的容值。当所述第一输入/输出端口 112输出电压为第一电压V1，即待测电压VK，所述第一输入/输出端口 112电压降到低电平门限电压八的时间
权利要求1.一种微控制单元的电压检测装置，包括微控制单元和电压检测单元所述微控制单元包括电压输入端口、时间检测单元、计算存储单元和控制单元；所述控制单元与所述电压输入端口和时间检测单元连接，待测电压通过所述电压输入端口输入控制单元，所述控制单元向所述电压检测单元输出一输出电压，所述输出电压至少包括第一电压和第二电压， 所述电压检测单元向所述控制单元输出一反馈电压，所述控制单元检测所述输出电压和反馈电压并提供给所述时间检测单元，所述时间检测单元将检测到的第一放电时间和第二放电时间输出给所述计算存储单元，所述计算存储单元根据所述第一放电时间与第二放电时间的比值得到所述待测电压，或者所述时间检测单元将检测到的第一充电时间和第二充电时间输出给所述计算存储单元，所述计算存储单元根据所述第一充电时间与第二充电时间的比值得到所述待测电压。
2.如权利要求1所述的微控制单元的电压检测装置，其特征在于，所述微控制单元包括一第一输入/输出端口，所述电压检测单兀包括电容和电阻，所述电容的一端与所述电阻的一端连接后与所述第一输入/输出端口相连，所述电容的另一端与所述电阻的另一端相连并接地。
3.如权利要求2所述的微控制单元的电压检测装置，其特征在于，所述第一电压或者第二电压中有一个且只有一个等于待测电压。
4.如权利要求1所述的微控制单元的电压检测装置，其特征在于，所述微控制单元包括一第二输入/输出端口和一电压输出端口，控制单兀通过所述电压输出端口向电压检测单元输出所述输出电压，所述电压检测单元包括电容和电阻，所述电容的一端与所述电阻的一端相连并与所述第二输入/输出端口相连，所述电容的另一端输入的电压等于待测电压，所述电阻的另一端与所述电压输出端口相连。
专利摘要本实用新型揭示了一种微控制单元的电压检测装置，该电压检测装置包括微控制单元和电压检测单元所述微控制单元包括电压输入端口、时间检测单元、计算存储单元和控制单元；待测电压通过所述电压输入端口提供给控制单元，所述控制单元向所述电压检测单元输出一输出电压，所述电压检测单元向所述控制单元输出一反馈电压，所述控制单元检测所述输出电压和反馈电压并提供给所述时间检测单元，所述时间检测单元测得所述电压检测单元的充电时间或放电时间，所述计算存储单元根据两次测得的充电时间的比值或者两次放电时间的比值得到待测电压值。本实用新型的电压检测装置，能够在降低成本的同时，精确地检测微控制单元的电压。
文档编号G05B19/042GK202886908SQ20122063012
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者郑尊标, 黄聪 申请人:杭州士兰微电子股份有限公司