专利名称：一种方向盘按键功能学习电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车载系统领域，特别涉及一种方向盘按键功能学习电路。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，国内汽车持有量迅速增加，而很多原车配置的车载音响系统，比较简单，功能较少，譬如只有CD、FM、AUX等功能。并且城市路况的复杂使得人们出行更加依赖导航设备，尤其是到陌生城市，因此汽车导航娱乐系统一体机的后装市场需求也大大增加。目前市面上的导航娱乐系统一体机主要包含GPS/北斗导航功能、手机蓝牙通信、车载移动电视、倒车摄像头、车载DVD、SD卡和USB播放影音文件功能，有些高端产品还具备WIF1、3G上网功能、TPMS、0BD及车友互联等功能。由于不同汽车厂商、不同车型设计的方向盘按键电路不同，使得汽车在改装导航娱乐系统一体机时，会出现无法匹配原汽车方向盘按键的现象。现有的技术，如图1所示，其包括方向盘按键电路110、上拉电阻匹配电路120和处理器130 ;所述方向盘按键电路110、上拉电阻匹配电路120和处理器130依次连接。所述方向盘按键电路110包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第五开关S5 ;所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4依次串联；所述第一开关SI的一端连接第一电阻Rl的一端，另一端接地；所述第二开关S2的一端连接第一电阻Rl的另一端和第二电阻R2的一端，另一端接地；所述第三开关S3的一端连接第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的一端，另一端接地；所述第四开关S4的一端连接第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的一端，另一端接地；所述第五开关S5的一端连接第四电阻R4的另一端，另一端接地。这样，当开关SI闭合时，所述方向盘按键电路110阻值为零；当开关S2闭合时，所述方向盘按键电路110阻值为第一电阻Rl ;以图1所示类推，当不同的开关被按下时，所述方向盘按键电路110的阻值会不同。所述上拉电阻匹配电路120包括第一 PNP三极管Q1、第二 PNP三极管Q2、第一上拉电阻R5、第二上拉电阻R6、第三上拉电阻R7和系统电源。所述系统电源的电压值为5V，用于供电。所述处理器130包括I/O Port (即I/O接口)、处理器内核、存储模块RAM和模数转换模块A/D。所述第一 PNP三极管Ql的集电极通过第一上拉电阻R5连接模数转换模块A/D ;所述第二 PNP三极管Q2的集电极通过第二上拉电阻R6连接模数转换模块A/D ;所述第一 PNP三极管Ql的发射极连接系统电源；所述第二 PNP三极管Q2的发射极通过第三上拉电阻R7连接模数转换模块A/D。所述I/O接口的两个接口分别连接第一 PNP三极管Ql的基极和第二 PNP三极管Q2的基极，用于分别控制第一 PNP三极管Ql和所述第二 PNP三极管Q2的打开或关闭，从而实现了不同的关断组合，从而使得上拉电阻匹配电路120的阻值变化，产生三个不同的上拉电阻值。然后模数转换模块A/D采集三组电压，将采集的数据发送至存储模块RAM保存，并通过处理器内核对数据进行处理，将三次采集的电压做方差运算，方差最大的那组数值所对应的电阻值即为匹配的上拉电阻。将此上拉电阻记下，下次开机默认此值，即将对应的I/o接口的值默认，从而实现了方向盘和车载信息系统的匹配。但采用两个PNP三极管和多个电阻来实现匹配的方式，增加了硬件成本。因而现有技术还有待改进和提高。
实用新型内容鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种方向盘按键功能学习电路，旨在解决现有技术中硬件成本较闻的问题。为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案:一种方向盘按键功能学习电路，其中，包括:用于方向盘的不同按键被按下时产生对应阻值的方向盘按键输入单元；用于匹配方向盘按键输入单元的上拉电阻匹配单元，包括第一上拉电阻、第二上拉电阻和第三上拉电阻；用于给上拉电阻匹配单元提供直流电压的供电端；用于提供不同的高低电平组合来实现上拉电阻匹配单元不同阻值的控制单元；用于采集方向盘按键输入单元在上拉电阻匹配单元不同阻值时的采样电压和在确定与方向盘按键输入单元相匹配的上拉电阻后采集方向盘按键输入单元的采样电压的采样单元；用于存储采样单元采集的采样电压数据的存储单元；用于对存储单元存储的采样电压数据进行处理分析以确定与方向盘按键输入单元相匹配的上拉电阻的处理单元；用于根据在确定与方向盘按键输入单元相匹配的上拉电阻后采集的方向盘按键输入单元的采样电压将相应的功能设置到方向盘按键上的设置单元；所述方向盘按键输入单元经由上拉电阻匹配单元与采样单元连接，通过上拉电阻匹配单元的第一上拉电阻连接供电端，还通过上拉电阻匹配单元的第二上拉电阻和第三上拉电阻分别连接控制单元，所述供电端的电压值与控制单元中的高电平电压值相同；所述采样单元、存储单元、处理单元和设置单元依次连接。所述的方向盘按键功能学习电路，其中:所述控制单元包括第一接口和第二接口 ；所述第一接口通过第二上拉电阻连接方向盘按键输入单元；所述第二接口通过第三上拉电阻连接方向盘按键输入单元。所述的方向盘按键功能学习电路，其中:所述方向盘按键输入单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关；所述第一电阻的一端通过第一上拉电阻连接供电端，还通过第一开关接地；所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端，还通过第二开关接地；所述第二电阻的另一端连接第三电阻的一端，还通过第三开关接地；所述第三电阻的另一端连接第四电阻的一端，还通过第四开关接地；所述第四电阻的另一端连接第五电阻的一端，还通过第五开关接地；所述第五电阻的另一端通过第六开关接地。相较于现有技术，本实用新型提供的一种方向盘按键功能学习电路，经由上拉电阻匹配单元与采样单元连接，通过上拉电阻匹配单元的第一上拉电阻连接供电端，通过上拉电阻匹配单元的第二上拉电阻和第三上拉电阻分别连接控制单元，改善现有技术中硬件成本较高的问题，降低了硬件成本。
图1为现有技术中方向盘按键功能学习系统的电路图。图2为本实用新型方向盘按键功能学习电路的电路示意图。图3为本实用新型方向盘按键功能学习电路在配置两I/O接口的状态为00时采样单元的模数转换口处的等效电路示意图。图4为本实用新型方向盘按键功能学习电路在配置两I/O接口的状态为01时采样单元的模数转换口处的等效电路示意图。图5为本实用新型方向盘按键功能学习电路在配置两I/O接口的状态为10时采样单元的模数转换口处的等效电路示意图。图6为本实用新型方向盘按键功能学习电路在配置两I/O接口的状态为11时采样单元的模数转换口处的等效电路示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种方向盘按键功能学习电路，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。请参阅图2，本实用新型方向盘按键功能学习电路的电路示意图。如图2所示，所述方向盘按键功能学习电路包括方向盘按键输入单元210、上拉电阻匹配单元220、供电端D、控制单元230、采样单元240、存储单元250、处理单元260和设置单元270 ;所述方向盘按键输入单元210与所述上拉电阻匹配单元220连接，并且所述方向盘按键输入单元210通过上拉电阻匹配单元220分别连接控制单元230和采样单元240 ;所述供电端D连接上拉电阻匹配单元220 ;所述采样单元240、存储单元250、处理单元260和设置单元270依次连接。具体来说，所述方向盘按键输入单元210用于在方向盘的不同按键被按下时产生对应阻值，即在方向盘上的不同按键被按下时，整个方向盘按键输入单元210对外部电路的阻抗是不同的。所述上拉电阻匹配单元220用于匹配方向盘按键输入单元210，即产生不同阻值的上拉电阻来匹配方向盘按键输入单元210。所述供电端D用于给上拉电阻匹配单元220提供直流电压，使得采样单元240可以采集方向盘按键输入单元210在上拉电阻匹配单元220不同阻值时的采样电压和在确定与方向盘按键输入单元210相匹配的上拉电阻后采集方向盘按键输入单元210的采样电压，所述采样单元240还对采样电压进行模数转换。所述控制单元230用于提供不同的高低电平组合来实现上拉电阻匹配单元220不同阻值，当供电端D作用于上拉电阻匹配单元220电压值一致时，上拉电阻匹配单元220的阻值随着控制单元230提供的不同高低电平组合而改变，从而使采样单元240采集的采样电压也随之改变。在本实施中，所述供电端D的电压值与控制单元230中的高电平电压值相同。所述存储单元250用于存储采样单元240采集的采样电压数据。所述处理单元260用于对存储单元250存储的采样电压数据进行处理分析以确定与方向盘按键输入单元210相匹配的上拉电阻。所述设置单元270用于根据在确定与方向盘按键输入单元210相匹配的上拉电阻后采集到的方向盘按键输入单元210的采样电压将相应的功能设置到方向盘按键上。进一步地，所述上拉电阻匹配单元220包括第一上拉电阻R6、第二上拉电阻R7和第三上拉电阻R8 ;所述方向盘按键输入单元210通过第一上拉电阻R6连接供电端D，还通过第二上拉电阻R7和第三上拉电阻R8连接控制单元230 ;所述供电端D通过第一上拉电阻R6连接采样单元240。 进一步地,所述控制单元230包括第一接口 a和第二接口 b ;所述第一接口 a通过第二上拉电阻R7连接方向盘按键输入单元210 ;所述第二接口 b通过第三上拉电阻R8连接方向盘按键输入单元210。所述第一接口 a和第二接口 b分别用于对外输出不同的高低电平组合，来改变采样单元240的采样口的采样电压的电压值。进一步地，所述方向盘按键输入单元210包含多个按键，在本实施例中，以六个按键为例进行说明，所述方向盘按键输入单元210包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6 ;所述第一电阻Rl的一端通过第一上拉电阻R6连接供电端D，还通过第一开关Kl接地；所述第一电阻Rl的另一端连接第二电阻R2的一端，还通过第二开关K2接地；所述第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端，还通过第三开关K3接地；所述第三电阻R3的另一端连接第四电阻R4的一端，还通过第四开关K4接地；所述第四电阻R4的另一端连接第五电阻R5的一端，还通过第五开关K5接地；所述第五电阻R5的另一端通过第六开关K6接地。在本实施例中，当第一开关Kl被按下时，所述方向盘按键输入单元210对外阻抗为零欧姆；当第二开关K2被按下时，所述方向盘按键输入单元210的阻抗为第一电阻Rl ;当第三开关K3被按下时，所述方向盘按键输入单元210的阻抗为第一电阻Rl和第二电阻R2之和；依次类推，当方向盘的不同按键被按下时，方向盘对外的阻抗也表现不同。以下结合上述具体实施例，对本实用新型的工作原理进行详细说明。在具体应用时，所述控制单元230、采样单元240、存储单元250、处理单元260和设置单元270可集成在一起，构成一微处理器300，即MCU，所述控制单元230包括两I/O接口，所述采样单元240为一模数转换口 A/D，所述存储单元250为随机存储器RAM ;所述方向盘按键输入单元210，以六个按键为例进行说明。请继续参阅图2，所述控制单元230的两个I/O 口，即第一接口a和第二接口 b的输出高低电平，即O和1，形成四种输出模式，即输出00、01、10和11这四种电平组合。当控制单元230的输出电平采用不同的模式时，方向盘按键输入单元210的同一按键被按下，所述采集单元240采集的电压会随之变化，并且当方向盘按键输入单元210的不同按键被按下时，其阻抗变化也会使得采样电压对应改变。以下以第一开关Kl被按下为例，进行详细说明。当第一开关Kl被按下时，所述方向盘按键输入单元210对外的阻值为零。当配置两I/O接口的状态为00时，即第一接口 a和第二接口 b均为低电平时，采样单元240的模数转换口 A/D处的等效电路如图3所示，所述供电端D通过第一上拉电阻R6后，再通过并联的第二上拉电阻R7和第三上拉电阻R8后接地，所述模数转换口 A/D采集到电压Vl I保存至MCU的内部RAM中。在具体实施时，所述供电端电压D为3.3V，与MCU的内部高电平相同。所述第一上拉电阻R6为100K欧姆，所述第二上拉电阻R7为IK欧姆，所述第三上拉电阻R8为47K欧姆。当配置两I/O接口的状态为01时，即第一接口 a为低电平，第二接口 b为高电平时，采样单元240的模数转换口 A/D处的等效电路如图4所示，由于供电端D的电压值和高电平的电压值一样，则供电端D通过并联的第一上拉电阻R6和第三上拉电阻R8后，再通过第二上拉电阻R7接地。所述模数转换口 A/D采集到电压V12保存至MCU的内部RAM中。当配置两I/O接口的状态为10时，即第一接口 a为高电平，第二接口 b为低电平时，采样单元240的模数转换口 A/D处的等效电路如图5所示，由于供电端D的电压值和高电平的电压值一样，则供电端D通过并联的第一上拉电阻R6和第二上拉电阻R7后，再通过第三上拉电阻R8接地。所述模数转换口 A/D采集到电压V13保存至MCU的内部RAM中。当配置两I/O接口的状态为11时，即第一接口 a为高电平，第二接口 b为高电平时，采样单元240的模数转换口 A/D处的等效电路如图6所示，由于供电端D的电压值和高电平的电压值一样，则供电端D通过并联的第一上拉电阻R6、第二上拉电阻R7和第三上拉电阻R8后接地。所述模数转换口 A/D采集到电压V14保存至MCU的内部RAM中。同理，当依次按下第二开关K2 (即第一电阻Rl接入电路和上拉电阻分压)、第三开关K3 (即第一电阻Rl和第二电阻R2接入电路和上拉电阻分压)、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6等方向盘按键，A/D 口采集的电压V21-V24，V31-V34……具体如下表1:
权利要求1.一种方向盘按键功能学习电路，其特征在于，包括: 用于方向盘的不同按键被按下时产生对应阻值的方向盘按键输入单元； 用于匹配方向盘按键输入单元的上拉电阻匹配单元，包括第一上拉电阻、第二上拉电阻和第三上拉电阻； 用于给上拉电阻匹配单元提供直流电压的供电端； 用于提供不同的高低电平组合来实现上拉电阻匹配单元不同阻值的控制单元； 用于采集方向盘按键输入单元在上拉电阻匹配单元不同阻值时的采样电压和在确定与方向盘按键输入单兀相匹配的上拉电阻后米集方向盘按键输入单兀的米样电压的米样单元； 用于存储采样单元采集的采样电压数据的存储单元； 用于对存储单元存储的采样电压数据进行处理分析以确定与方向盘按键输入单元相匹配的上拉电阻的处理单元； 用于根据在确定与方向盘按键输入单元相匹配的上拉电阻后采集的方向盘按键输入单元的采样电压将相应的功能设置到方向盘按键上的设置单元； 所述方向盘按键输入单元经由上拉电阻匹配单元与采样单元连接，通过上拉电阻匹配单元的第一上拉电阻连接供电端，还通过上拉电阻匹配单元的第二上拉电阻和第三上拉电阻分别连接控制单元，所述供电端的电压值与控制单元中的高电平电压值相同，所述采样单元、存储单元、处理单元和设置单元依次连接。
2.根据权利要求1所述的方向盘按键功能学习电路，其特征在于:所述控制单元包括第一接口和第二接口 ；所述第一接口通过第二上拉电阻连接方向盘按键输入单元；所述第二接口通过第三上拉电阻连接方向盘按键输入单元。
3.根据权利要求1所述的方向盘按键功能学习电路，其特征在于:所述方向盘按键输入单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关；所述第一电阻的一端通过第一上拉电阻连接供电端，还通过第一开关接地；所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端，还通过第二开关接地；所述第二电阻的另一端连接第三电阻的一端，还通过第三开关接地；所述第三电阻的另一端连接第四电阻的一端，还通过第四开关接地；所述第四电阻的另一端连接第五电阻的一端，还通过第五开关接地；所述第五电阻的另一端通过第六开关接地。
专利摘要本实用新型公开了一种方向盘按键功能学习电路，包括方向盘按键输入单元、上拉电阻匹配单元、供电端、控制单元、采样单元、存储单元、处理单元和设置单元，通过所述方向盘按键输入单元经由上拉电阻匹配单元与采样单元连接，通过上拉电阻匹配单元的第一上拉电阻连接供电端，通过上拉电阻匹配单元的第二上拉电阻和第三上拉电阻分别连接控制单元，所述供电端的电压值与控制单元中的高电平电压值相同；所述采样单元、存储单元、处理单元和设置单元依次连接，降低了硬件成本。
文档编号B60R16/02GK203005318SQ20122070534
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者钟小锋, 杨志国 申请人:Tcl集团股份有限公司