一种多档位拨动开关及其电路和多档位识别电路、装置的制作方法

本发明涉及多档位拨动开关领域，特别涉及一种多档位拨动开关及其电路和多档位识别电路、装置。

背景技术：

目前市面上手持类搅伴机，果汁机基本使用内置锂电池供电，这就要求此类产品非使用状态下电路系统处于一种低功耗模式状态，需要使用时能通过外置部件对电路系统进行唤醒并进入正常工作状态，另随着消费者需求的不断变化，对于搅伴机功能也不只局限于开与关功能，还需要从关闭状态至最高档位间进行不同档级的区分，为满足此类需求，对于档位区分目前通用的采用以下两种实现方案：

如图1所示，一种方案是拔动开关通过在进行档位切换时，对应的i/o口进行电平变换，由此来判断当前档位：默认状态下，将mcu的p02/p04/p40/p41/p44共5个i/o口置高电平，当拔动开关在0档位时，单片机引脚p44会经由拔动开关接触弹片强行拉至gnd,电平状态变为低电平，通过软件检测引脚p44为低电平，则将当前档位识别为0档，同理，在拔动开关往右拔一档后(跳至1档)，此时单片机引脚p02将由高电平被强行拉至gnd，软件检测引脚p02为低电平，则将当前档位识别为1档；随着拔动开关往右拔，档位依次变化为2档，3档，4档，对应的单片机引脚p04,p41,p40也依次由高电平变换为低电平；软件检测对应脚位的电平状态，识别出当前档位，再由mcu输出对应占空比的pwm驱动mos管进行电机调速；能够实现通过1对1的i/o口电平判断识别档位，具有软件系统简单，方便编写软件的优点。但存在如下缺点：

1.硬件成本高，单个i/o只能识别一个档位，需要消耗更多的单片机资源来实现档位识别，从而增加设计材料成本；

2.换档过程无法保持当前档位，容易触发误操作，影响用户体验；

3.开关与控制板的连接需要更多的排线，这一方面，排线的增多需要更大的pcb板空间，以至于影响到产品结构外观；另一方面连接线的增加也将导致材料成本的上升。

如图2所示，另一种方案是拔动开关在档位切换时，随着接触弹片的滑动，不同阻值的两个电阻并联，并与电源上拉电阻进行分压，通过单片机采集不同的分压值进行档位判断，工作过程如下：当在0档位时，拔动开关接触弹片将r1和r2并联，然后与r7进行分压，此时，单片机p40采集到的电压值为:0.6*vcc；同理，当拔动开关往右拔动至1档位置，拔动开关接触弹片将r2和r3并联后与r7进行分压，此时单片机p40采集到的电压值为0.545*vcc，随着拔动开关往右拔动，2档r3和r4并联后再与r7分压，单片机p40采集到的电压值为0.5*vcc；3档r4和r5并联后再与r7分压，单片机p40采集到的电压值为0.4*vcc；4档r5和r6并联后再与r7分压，单片机p40采集到的电压值为0.333*vcc；单片机软件检测p40脚位不同的电压值，识别出当前档位，再由mcu输出对应占空比的pwm驱动mos管进行电机调速；具有可以使用较少的连接线和i/o进行档位识别的优点，但其存在如下缺点：

1.此方案无法实现电路系统唤醒，不适合低待机功耗产品应用，特别使用电池供电的手持类产品节能要求严苛的产品应用，此方案应用范围非常受限；

2.其虽然减少了连接线的使用，但仍然需要三根芯排线连接。

可见，现有的拨动开关电路均需要至少三根连接线才能进行档位识别，无法通过单个连接线识别多档位兼顾电路系统唤醒。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种多档位拨动开关及其电路和多档位识别电路、装置，其中，多档位拨动开关电路，包括若干分两列设置的引脚；还包括若干串联的采样电阻；其中：

第零档位的一引脚接地；

第一档位的一引脚通过一个采样电阻接地，另一引脚与同侧的第三档位的引脚，以及异侧的第二档位的引脚的连接节点与单片机连接；

第三档位的另一引脚通过两个采样电阻接地；与所述第三档位连接采样电阻的引脚异侧的第四档位的引脚通过三个采样电阻接地。

进一步地，所述采样电阻的型号为2.2k1％。

本发明还提供一种多档位拨动开关，采用如上任意所述的多档位拨动开关电路。

本发明还提供一种多档位识别电路，采用如上任意所述的多档位拨动开关电路；还包括档位识别单片机u1、电阻r5；

所述第一档位引脚、第二档位引脚和第三档位引脚均通过电阻r5与单片机u1的唤醒i/o口连接；

各引脚与所述电阻r5的连接节点与单片机u1的档位判断i/o口连接。

进一步地，所述单片机u1的型号为sn8p2711b。

进一步地，所述电阻r5在阻值为2.2kω。

本发明另外提供一种装置，采用如上任意所述的多档位识别电路。

本发明提供的多档位拨动开关电路，通过灵活利用拔动开关的结构特性和接触弹片滑动轨迹设计开关电路结构，并搭配三个采样电阻，进行档位判断和系统唤醒；从第零档位切换至第一档位时唤醒电路系统，电路系统唤醒后再通过单片机i/o口进行a/d采样用以识别当前档位，在拔动开关拔动过程中，保持当前档位。本发明提供的多档位拨动开关电路，一方面，拨动开关与单片机之间仅需两根排线就可实现档位区分，减少了连接线和元器件的使用，硬件成本低，并且在换档拔动过程中，能够保持当前档位不变，避免在换挡过程中出现掉档的问题；另一方面，实现了电路唤醒功能，解决了现有的开关电路中无法通过单个连接线识别多档位兼顾电路系统唤醒的难题。

附图说明

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。

图1为现有的档位区分一电路图；

图2为现有的档位区分另一电路图；

图3为本发明提供的多档位拨动开关电路的电路图；

图4为多档位拨动开关电路处于第零档位时的电路导通示意图；

图5为多档位拨动开关电路处于第一档位时的电路导通示意图；

图6为多档位拨动开关电路处于第二档位时的电路导通示意图；

图7为多档位拨动开关电路处于第三档位时的电路导通示意图；

图8为多档位拨动开关电路处于第四档位时的电路导通示意图；

图9为拔动开关内部结构图；

图10为拨动开关从0档往1档滑动的过程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本发明实施例提供一种多档位拨动开关及其电路和多档位识别电路、装置，其中，多档位拨动开关电路，包括若干分两列设置的引脚和接触滑动弹片，所述接触滑动弹片导通相对的两个引脚；还包括若干串联的采样电阻；其中：

第零档位的一引脚接地；

第一档位的一引脚通过一个采样电阻接地，另一引脚与同侧的第三档位的引脚，以及异侧的第二档位的引脚的连接节点与单片机连接；

第三档位的另一引脚通过两个采样电阻接地；与所述第三档位连接采样电阻的引脚异侧的第四档位的引脚通过三个采样电阻接地。

具体实施时，如图3所示，多档位拨动开关电路，包括12个分两列设置的引脚和接触滑动弹片，开关使用双联的5档拨动开关，上下两边各自独立；其中，第1、2、3、4、5、6引脚为一列，第12、11、10、9、8、7引脚为依次相对设置的另一列；所述接触滑动弹片导通相对的两个引脚；还包括采样电阻r1采样电阻r3和采样电阻r4，所述采样电阻r1采样电阻r3和采样电阻r4串联；其中：所述采样电阻r1采样电阻r3和采样电阻r4的型号均为2.2k1％；

所述开关电路包括第零档位、第一档位、第二档位和第三档位，通过所述接触滑动弹片左至右滑动，依次打开各个档位；

第零档位的第2引脚接地；

第一档位的第10引脚通过采样电阻r1接地，第3引脚与同侧的第三档位的第5引脚，以及异侧的第二档位的9引脚的连接节点作为ad-sw信号端均通过电阻r5与单片机u1的唤醒i/o口(p02端口)连接；

第三档位的第8引脚依次通过采样电阻r3、采样电阻r1接地；与所述第三档位的8引脚异侧的第四档位的第6引脚依次通过采样电阻r4、采样电阻r3和采样电阻r1接地；

所述单片机u1的型号为sn8p2711b；所述电阻r5在阻值为2.2kω；

各引脚与所述电阻r5的连接节点与单片机u1的档位判断i/o口(p40端口)连接。

如图4所示，当接触滑动弹片拨动至第零档位时，开关的ad-sw端相当于悬空，单片机u1的p02端口内置有上拉电阻，因为ad-sw悬空,第零档位位置时，单片机u1的p02端口为高电平。

如图5所示，当接触滑动弹片拨动向右至第一档位过程中，只要接触滑动弹片还未接触到第一档位的引脚上，则ad-sw保持悬空，系统识别停留在第零档位；当接触滑动弹片拨动至第一档位时，ad-sw直接接地，单片机u1的p02端口由高电平变为低电平0,同时电路系统因1-＞0(从高电平变1换至低电平0)而被唤醒。

如图6所示，当接触滑动弹片拨动向右至第二档位过程中，只要接触滑动弹片还未接触到第二档位的引脚上，则ad-sw始终保持为低电平0，系统识别还是在第一档位；当接触滑动弹片拨动至第二档位时，单片机u1的p02端口输出高电平(vcc)，经电阻r5和电阻r1串联后分压的vad-sw＝0.5*vcc；单片机u1的p40端口通过采样ad-sw电压为0.5*vcc，则单片机u1识别为第二档位。

如图7所示，当接触滑动弹片拨动向右至第三档位过程中，只要接触滑动弹片还未接触到第三档位的引脚上，开关弹片将保持第二档位时的连接状态，单片机u1识别还是在第二档位；当接触滑动弹片拨动至第三档位时，单片机u1的p02端口输出高电(vcc)，经电阻r5和电阻r1和电阻r3串联后在电阻r1+电阻r3串联上分压得：vad-sw＝0.667*vcc；单片机u1的p40端口通过采样ad-sw电压为0.667*vcc，则单片机u1识别为第三档位。

如图8所示，当接触滑动弹片拨动向右至第四档位过程中，只要接触滑动弹片还未接触到第四档位的引脚上，开关弹片将保持第三档位时的连接状态，单片机u1识别还是在第三档位；当接触滑动弹片拨动至第四档位时，单片机u1的p02端口输出高电(vcc)，经电阻r5和电阻r1和电阻r3和电阻r4串联后在电阻r1+电阻r3+电阻r4串联上分压得：vad-sw＝0.75*vcc；单片机u1的p40端口通过采样ad-sw电压为0.75*vcc，则单片机u1识别为第四档位。

各档采样电压分别如下：

第零档位：vad-sw＝vcc；

第一档位：vad-sw＝o；

第二档位：vad-sw＝0.5*vcc；

第三档位：vad-sw＝0.667*vcc；

第四档位：vad-sw＝0.75*vcc。

如图1所示，现有的一种开关电路中：

第一种情况：0档为p40低电平，1档为p02低电平，当从0档滑到1档时，由于拨动开关结构，导致1，2，3触点短接在一起(如图10所示)，同时p40和p02都是低电平，此时无法判断是0档还是1档；

第二种情况：1档p02低电平，2档p04为低电平，当从1档滑到2档时，因2,3,4触点短接在一起，同时p02低电平和p04为低电平都是低电平；p41和p44处于短接状态，无法保持原档位；

依此类推，从2档到3档过程：p04和p41都是低电平；当从3档滑到4档过程中：p40和p41都是低电平。

故现有的上述开关电路方案无法保持原档位。

如图2所示，现有的另一种开关电路中：

第一种情况:0档vad-sw1为：0.6*vcc；1档ad-sw1为：0.545*vcc；当从0档滑到1档过程中：vad-sw1为0.46*vcc(相当于该电路中的r1/r2/r3三个电阻并联后与r7分压)；

第二种情况:1档vad-sw1为0.545*vcc；2档vad-sw1为0.5*vcc；当从1档滑到2档过程中：vad-sw1为0.428vcc(相当于该电路中的r2/r3/r4三个电阻并联后与r7分压)；

依此类推，当从2档滑到3档过程中vad-sw1为0.333*vcc(此时会识别为4档)；当从3档滑到4档过程中：vad-sw1为0.285*vcc。

故上述这一现有的开关电路也无法保持原档位。

综上可知，现有的拨动开关在滑动过程中都无法保持原档位状态。

如图3所示，本发明提供的开关电路：

第一种情况：从第零档位到第一档位拔动，此处不需识别档位，仅需要唤醒单片机进入第一档位状态，只要有开关滑动，即唤醒电路系统；

第二种情况：当从第一档位到第二档位拔动时，由于第一档位的位置时vad-sw为低电平0状态，第二档位位置时vad-sw为0.5*vcc；在第一档位滑到第二档位过程中：因为上排的第2、3、4引脚短路，vad-sw还是0状态，维持第一档位状态；

第三种情况：从第二档位到第三档位拔动，由于第二档位位置vad-sw为0.5vcc；第三档位位置vad-sw为0.667*vcc；在第二档位滑到第三档位过程中：r3相当于被短路，所以此进vad-sw还是为0.5*vcc；

第四种情况：从第三档位到第四档位的拔动，由于第三档位位置vad-sw为0.667*vcc；第四档位位置vad-sw为0.75*vcc；在第三档位滑到第四档位过程中vad-sw还是为0.667*vcc。故本发明提供的开关电路通过巧妙的电路结构设计，在系统唤醒后，拔动开关拔动过程中，只要档没拔到位，就维持原档位，实现了档位维持的目的。

本发明实施例提供的多档位拨动开关电路，通过灵活利用拔动开关的结构特性和接触弹片滑动轨迹设计开关电路结构，并搭配三个采样电阻，进行档位判断和系统唤醒；从第零档位切换至第一档位时唤醒电路系统，电路系统唤醒后再通过单片机i/o口进行a/d采样用以识别当前档位，在拔动开关拔动过程中，保持当前档位。本发明实施例提供的多档位拨动开关电路，一方面，拨动开关与单片机之间仅需两根排线就可实现档位区分，减少了连接线和元器件的使用，硬件成本低，并且在换档拔动过程中，能够保持当前档位不变，避免在换挡过程中出现掉档的问题；另一方面，实现了电路唤醒功能，解决了现有的开关电路中无法通过单个连接线识别多档位兼顾电路系统唤醒的难题。

本发明还提供一种多档位拨动开关，采用如上任意所述的多档位拨动开关电路。

本发明另外提供一种装置，包括但不限于手持类搅伴机、果汁机，采用如上任意所述的多档位识别电路。

上述电路中的电子元器件的型号、参数可根据实际情况采用而定。

尽管本文中较多的使用了诸如第零档位、第一档位、第二档位、第三档位、第四档位等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。