自动切换信号的电路及设备的制作方法

[0001]
本发明涉及汽车设备技术领域，尤其涉及一种自动切换信号的电路及设备。


背景技术：

[0002]
自20世纪80年代汽车进入ecu(electronic control unit)电子控制单元控制的时代，汽车制造商就开始用ecu监控汽车控制系统。但各厂商的ecu和故障诊断设备由各汽车制造商各自开发，诊断接口和通信方式各不相同，不能互相通用。由此汽车后市场开发出各种综合诊断设备，通过对汽车车载诊断系统obd-16(on-board diagnostic-16)诊断座的各通信引脚进行协议扫描，分析判定汽车的电控系统的协议类型，进而实现了对多车系各种电控系统的自助诊断，这就提出了同一通信线路上实现多种通信协议的需求。对于多种通信协议的切换目前主流的解决方案是采用继电器或者模拟开关的方法。但是上述方法存在的问题包括：继电器方案器件体积较大，价格较贵，给设备的小型化带来障碍；信号模拟开关集成电路方案除价格较贵以外，模拟开关还有一定阻抗和阻容分布参数，对通信信号的质量有一定的影响。


技术实现要素：

[0003]
基于此，有必要针对上述问题，提出一种自动切换信号的电路及设备，本发明目的是通过设置包括第二与非门、第三与非门和第四与非门的信号选择电路，在k线信号接收端和l线信号接收端不断接收信号时，通过选择性输入l线使能控制信号、正逻辑使能控制信号和负逻辑使能控制信号以达到第二与非门的输出端、第三与非门的输出端和第四与非门的输出端按需输出最终目标信号的目的，实现了选择性输出所需信号的效果。
[0004]
在第一方面，本申请提供了一种自动切换信号的电路，所述电路包括：信号处理电路和信号选择电路；
[0005]
所述信号选择电路包括：取反电路、第二与非门、第三与非门和第四与非门；
[0006]
所述第二与非门的第一输入端为正逻辑使能控制信号输入端，所述第二与非门的第二输入端与所述取反电路的一端电连接，所述取反电路的另一端为所述信号选择电路的k线信号接收端且与所述信号处理电路的k线信号输出端电连接；
[0007]
所述第三与非门的第一输入端为l线使能控制信号输入端，所述第三与非门的第二输入端与所述信号处理电路的l线信号输出端电连接；
[0008]
所述第四与非门的第一输入端为负逻辑使能控制信号输入端，所述第四与非门的第二输入端与所述信号处理电路的k线信号输出端电连接；
[0009]
所述第二与非门的输出端、所述第三与非门的输出端均与所述第四与非门的输出端电连接。
[0010]
可选的，所述取反电路包括：第一与非门；
[0011]
所述第一与非门的第一输入端与所述信号处理电路的k线信号输出端电连接，所述第一与非门的第二输入端与所述第一与非门的第一输入端电连接，所述第一与非门的输
出端与所述第二与非门的第二输入端电连接。
[0012]
可选的，所述取反电路还包括：第三电容；
[0013]
所述第一与非门还包括接地端和第四预设电压输入端，所述第一与非门的所述第四预设电压输入端还与所述第三电容的一端电连接，所述第三电容的另一端接地。
[0014]
可选的，所述信号选择电路还包括：第七电阻；
[0015]
所述第二与非门的输出端、所述第三与非门的输出端、所述第四与非门的输出端均与所述第七电阻的一端电连接，所述第七电阻的另一端为第六预设电压输入端。
[0016]
可选的，所述信号选择电路还包括：第八电阻；
[0017]
所述第二与非门的第二输入端和所述第一与非门的输出端均与所述第八电阻的一端电连接，所述第八电阻的另一端为第五预设电压输入端。
[0018]
可选的，所述信号处理电路包括：k线信号处理电路和l线信号处理电路；
[0019]
所述k线信号处理电路包括第一比较器，所述l线信号处理电路包括第二比较器，所述第一比较器的反向输入端与所述第二比较器的同向输入端电连接，所述第一与非门的第一输入端和所述第四与非门的第二输入端均与所述第一比较器的k线信号输出端电连接，所述第二比较器的l线信号输出端与所述第三与非门的第二输入端电连接。
[0020]
可选的，所述k线信号处理电路还包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一电容；
[0021]
所述第二电阻的一端为k线信号输入端，所述第二电阻的另一端与所述第一比较器的同向输入端电连接；
[0022]
所述第三电阻的一端为第一预设电压输入端，所述第四电阻的一端、所述第一电容的一端、所述第一比较器的反向输入端和所述第二比较器同向输入端均与所述第三电阻的另一端电连接；
[0023]
所述第四电阻的另一端与所述第一电容的另一端电连接并接地；
[0024]
所述第一比较器的k线信号输出端还与所述第一电阻的一端电连接，所述第一电阻的另一端为第二预设电压输入端。
[0025]
可选的，所述l线信号处理电路还包括：第五电阻、第六电阻和第二电容；
[0026]
所述第六电阻的一端为l线信号输入端，所述第六电阻的另一端与所述第二比较器的反向输入端电连接；
[0027]
所述第一比较器的反向输入端、所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的一端和所述第一电容的一端均与所述第二比较器的同向输入端电连接；
[0028]
所述第三与非门的第二输入端和所述第五电阻的一端均与所述第二比较器的l线信号输出端电连接，所述第五电阻的另一端为第三预设电压输入端；
[0029]
所述第二比较器的工作电压输入端还与所述第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端接地。
[0030]
可选的，所述信号处理电路还包括：第四电容和第五电容；
[0031]
所述第三电阻的所述第一预设电压输入端还与所述第四电容的一端电连接，所述第四电容的另一端与所述第五电容的一端电连接并接地，所述第二比较器的所述工作电压输入端还与所述第五电容的另一端电连接。
[0032]
在第二方面，本申请提供了一种自动切换信号的设备，所述自动切换信号的设备
包括如上所述实施例中任意一种所述自动切换信号的电路。
[0033]
采用本发明实施例，具有如下有益效果：
[0034]
采用本发明的一种自动切换信号的电路及设备，该电路包括：信号处理电路和信号选择电路；信号选择电路包括：取反电路、第二与非门、第三与非门、第四与非门；第二与非门的第一输入端为正逻辑使能控制信号输入端，第二与非门的第二输入端与取反电路的一端电连接，取反电路的另一端为信号选择电路的k线信号接收端且与信号处理电路的k线信号输出端电连接；第三与非门的第一输入端为l线使能控制信号输入端，第三与非门的第二输入端与信号处理电路的l线信号输出端电连接；第四与非门的第一输入端为负逻辑使能控制信号输入端，第四与非门的第二输入端与信号处理电路的k线信号输出端电连接；第二与非门的输出端、第三与非门的输出端均与第四与非门的输出端电连接。通过设置包括第二与非门、第三与非门和第四与非门的信号选择电路，在k线信号接收端和l线信号接收端不断接收信号时，通过选择性输入l线使能控制信号、正逻辑使能控制信号和负逻辑使能控制信号以达到第二与非门的输出端、第三与非门的输出端和第四与非门的输出端按需输出最终目标信号的目的，实现了选择性输出所需信号的效果。
附图说明
[0035]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]
其中：
[0037]
图1为本申请实施例中自动切换信号的电路的结构示意图；
[0038]
图2为本申请实施例中包括细化的取反电路的自动切换信号的电路的结构示意图；
[0039]
图3为本申请实施例中自动切换信号的电路的电路图。
具体实施方式
[0040]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]
请参阅图1，为本申请实施例中自动切换信号的电路的结构示意图，该电路包括：信号处理电路103和信号选择电路101；信号选择电路101包括：取反电路102、第二与非门u12b、第三与非门u12c和第四与非门u12d；第二与非门u12b的第一输入端4为正逻辑使能控制信号输入端logic+en，第二与非门u12b的第二输入端5与取反电路102的一端电连接，取反电路102的另一端为信号选择电路101的k线信号接收端k_receive且与信号处理电路103的k线信号输出端k_receive电连接；第三与非门u12c的第一输入端9为l线使能控制信号输入端l_en，第三与非门u12c的第二输入端10与信号处理电路103的l线信号输出端l_receive电连接；第四与非门u12d的第一输入端12为负逻辑使能控制信号输入端logic-en，
第四与非门u12d的第二输入端13与信号处理电路103的k线信号输出端k_receive电连接；第二与非门u12b的输出端6、第三与非门u12c的输出端8均与第四与非门u12d的输出端11电连接。
[0042]
在本申请实施例中，在第二与非门u12b的第一输入端4输入的正逻辑使能控制信号、在第三与非门u12c的第一输入端9输入的l线使能控制信号和在第四与非门u12d的第一输入端12输入的负逻辑使能控制信号均为高电平时，那么根据与非门的特性，只要与非门的两个输入端输入的信号均为高电平，与非门的输出端输出的就为低电平，即相应的与非门没有信号输出。
[0043]
具体的，当信号选择电路101的k线信号接收端k_receive接收到的信号处理电路103的k线信号输出端k_receive输出的负逻辑k线信号为高电平时，第四与非门u12d的第一输入端12输入的负逻辑使能控制信号为高电平，第四与非门u12d的第二输入端13输入的负逻辑k线信号也为高电平，那么第四与非门u12d的输出端11输出为低电平，即第四与非门u12d的输出端11没有负逻辑k线信号输出；同时，信号处理电路103的k线信号输出端k_receive输出的高电平的负逻辑k线信号经过取反电路102之后得到低电平的正逻辑k线信号，第二与非门u12b的第二输入端5输入的为低电平的正逻辑k线信号，第二与非门u12b的第一输入端4输入的为高电平的正逻辑使能控制信号，那么第二与非门u12b的输出端6输出为高电平，即第二与非门u12b的输出端6有正逻辑k线信号输出。
[0044]
当信号选择电路101的k线信号接收端k_receive接收到的信号处理电路103的k线信号输出端k_receive输出的负逻辑k线信号为低电平时，第四与非门u12d的第一输入端12输入的负逻辑使能控制信号为高电平，第四与非门u12d的第二输入端13输入的负逻辑k线信号为低电平，那么第四与非门u12d的输出端11输出为高电平，即第四与非门u12d的输出端11有负逻辑k线信号输出；同时，信号处理电路103的k线信号输出端k_receive输出的低电平的负逻辑k线信号经过取反电路102之后得到高电平的正逻辑k线信号，第二与非门u12b的第二输入端5输入的为高电平的正逻辑k线信号，第二与非门u12b的第一输入端4输入的为高电平的正逻辑使能控制信号，那么第二与非门u12b的输出端6输出为低电平，即第二与非门u12b的输出端6没有正逻辑k线信号输出。
[0045]
在本申请实施例中，通过设置包括取反电路102、第二与非门u12b和第四与非门u12d的信号选择电路101，并通过第四与非门u12d的第一输入端12输入的负逻辑使能控制信号为高电平以及第二与非门u12b的第一输入端4输入的正逻辑使能控制信号也为高电平，实现了通过在信号选择电路101的k线信号接收端k_receive输入高电平的负逻辑k线信号或者低电平的负逻辑k线信号来实现第二与非门u12b的输出端6和第四与非门u12d的输出端11电连接的一端输出为负逻辑k线信号或者正逻辑k线信号，进而实现了k线信号的正负逻辑的选择性输出。
[0046]
具体的，当信号选择电路101的l线信号接收端l_receive接收到的信号处理电路103的l线信号输出端l_receive输出的l线信号为高电平时，第三与非门u12c的第一输入端9输入的l线使能控制信号为高电平，第三与非门u12c的第二输入端10输入的l线信号也为高电平，那么第三与非门u12c的输出端8输出为低电平，即第三与非门u12c的输出端8没有l线信号输出；当信号选择电路101的l线信号接收端l_receive接收到的信号处理电路103的l线信号输出端l_receive输出的l线信号为低电平时，第三与非门u12c的第一输入端9输入
的l线使能控制信号为高电平，第三与非门u12c的第二输入端10输入的l线信号为低电平，那么第三与非门u12c的输出端8输出为高电平，即第三与非门u12c的输出端8有l线信号输出。
[0047]
在本申请实施例中，通过在信号选择电路101中设置第三与非门u12c，并且通过第三与非门u12c的第一输入端9输入的l线使能控制信号为高电平，实现了通过在信号选择电路101的l线信号接收端l_receive输入高电平的l线信号或者低电平的l线信号来实现第三与非门u12c的输出端8是否有l线信号输出。
[0048]
请参阅图2，为本申请实施例中包括细化的取反电路的自动切换信号的电路的结构示意图，该取反电路102包括：第一与非门u12a；第一与非门u12a的第一输入端2与信号处理电路103的k线信号输出端k_receive电连接，第一与非门u12a的第二输入端1与第一与非门u12a的第一输入端2电连接，第一与非门u12a的输出端3与第二与非门u12b的第二输入端5电连接。
[0049]
在本申请实施例中，根据与非门的特性，当第一与非门u12a的第一输入端2输入的负逻辑k线信号为高电平时，第一与非门u12a的第二输入端1输入的负逻辑k线信号也为高电平，那么第一与非门u12a的输出端3输出低电平的正逻辑k线信号；当第一与非门u12a的第一输入端2输入的负逻辑k线信号为低电平时，第一与非门u12a的第二输入端1输入的负逻辑k线信号也为低电平，那么第一与非门u12a的输出端3输出高电平的正逻辑k线信号。通过在信号选择电路101中设置包括第一与非门u12a的取反电路102对信号处理电路103的k线信号输出端k_receive输出的负逻辑k线信号进行取反的操作，进而得到与负逻辑k线信号电平高低相反的正逻辑k线信号。
[0050]
在本申请实施例中，上述取反电路102还包括：第三电容c48；第一与非门u12a还包括接地端7和第四预设电压输入端+3.3v，第一与非门u12a的第四预设电压输入端+3.3v还与第三电容c48的一端电连接，第三电容c48的另一端接地。
[0051]
在本申请实施例中，上述信号选择电路101还包括：第七电阻r18；第二与非门u12b的输出端6、第三与非门u12c的输出端8、第四与非门u12d的输出端11均与第七电阻r18的一端电连接，第七电阻r18的另一端为第六预设电压输入端+3.3v。
[0052]
在本申请实施例中，上述信号选择电路101还包括：第八电阻r19；第二与非门u12b的第二输入端5和第一与非门u12a的输出端3均与第八电阻r19的一端电连接，第八电阻r19的另一端为第五预设电压输入端+3.3v。
[0053]
请参阅图3，为本申请实施例中自动切换信号的电路的电路图，信号处理电路103包括：k线信号处理电路302和l线信号处理电路301；k线信号处理电路302包括第一比较器u13a，l线信号处理电路301包括第二比较器u13b，第一比较器u13a的反向输入端与第二比较器u13b的同向输入端电连接，第一与非门u12a的第一输入端2和第四与非门u12d的第二输入端13均与第一比较器u13a的k线信号输出端k_receive电连接，第二比较器u13b的l线信号输出端l_receive与第三与非门u12c的第二输入端10电连接。
[0054]
具体的，上述k线信号处理电路302还包括：第一电阻r56、第二电阻r123、第三电阻r57、第四电阻r58和第一电容c78；第二电阻r123的一端为k线信号输入端k，第二电阻r123的另一端与第一比较器u13a的同向输入端电连接；第三电阻r57的一端为第一预设电压输入端vo，第四电阻r58的一端、第一电容c78的一端、第一比较器u13a的反向输入端和第二比
较器u13b同向输入端均与第三电阻r57的另一端电连接；第四电阻r58的另一端与第一电容c78的另一端电连接并接地；第一比较器u13a的k线信号输出端k_receive还与第一电阻r56的一端电连接，第一电阻r56的另一端为第二预设电压输入端+3.3v。
[0055]
在本申请实施例中，根据比较器的特性，当k线信号输入端k输入的k线信号的电平比第一预设电压输入端vo的电平高时，第一比较器u13a的k线信号输出端k_receive输出的k线信号为高电平；当k线信号输入端k输入的k线信号的电平比第一预设电压输入端vo的电平低时，第一比较器u13a的k线信号输出端k_receive输出的k线信号为低电平。通过设置包括第一比较器u13a的k线信号处理电路302，实现了通过设置第一预设电压输入端vo的电压，来使得信号处理电路103的k线信号输出端k_receive输出的负逻辑k线信号为高电平或者低电平。
[0056]
具体的，上述l线信号处理电路301还包括：第五电阻r20、第六电阻r124和第二电容c76；第六电阻r124的一端为l线信号输入端obd15，第六电阻r124的另一端与第二比较器u13b的反向输入端电连接；第一比较器u13a的反向输入端、第三电阻r57的另一端、第四电阻r58的一端和第一电容c78的一端均与第二比较器u13b的同向输入端电连接；第三与非门u12c的第二输入端10和第五电阻r20的一端均与第二比较器u13b的l线信号输出端l_receive电连接，第五电阻r20的另一端为第三预设电压输入端+3.3v；第二比较器u13b的工作电压输入端vdd还与第二电容c76的一端电连接，第二电容c76的另一端接地。
[0057]
在本申请实施例中，根据比较器的特性，当l线信号输入端obd15输入的l线信号的电平比第一预设电压输入端vo的电平高时，第二比较器u13b的l线信号输出端l_receive输出的l线信号为低电平；当l线信号输入端obd15输入的l线信号的电平比第一预设电压输入端vo的电平低时，第二比较器u13b的l线信号输出端l_receive输出的l线信号为高电平。通过设置包括第二比较器u13b的l线信号处理电路301，实现了通过设置第一预设电压输入端vo的电压，来使得信号处理电路103的l线信号输出端l_receive输出的l线信号为高电平或者低电平。
[0058]
在本申请实施例中，信号处理电路103还包括：第四电容c77和第五电容c10；第三电阻r57的第一预设电压输入端vo还与第四电容c77的一端电连接，第四电容c77的另一端与第五电容c10的一端电连接并接地，第二比较器u13b的工作电压输入端vdd还与第五电容c10的另一端电连接。
[0059]
在其中一种实施例中，本申请提供了一种自动切换信号的设备，该自动切换信号的设备包括如图1至3中任意一种自动切换信号的电路。
[0060]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0061]
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。