一种MCU短路检测电路的制作方法

一种mcu短路检测电路
技术领域
1.本发明涉及短路检测技术领域，具体是一种mcu短路检测电路。


背景技术：

2.mcu(micro controller unit，微控制单元)又称单片微型计算机或者单片机，能够为不同的应用场合做不同组合控制，实现电子设备的智能化工作，在mcu芯片的使用过程中，如果mcu芯片的引脚之间出现不该连接的地方出现了连接情况，这件导致mcu芯片被短路，继而导致mcu芯片的烧毁，现有的mcu短路检测电路大多通过人为检测的方式，通过万用表对mcu芯片的每个引脚进行电流检测，较为麻烦，且检测的工作量较大，因此有待改进。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种mcu短路检测电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.依据本发明实施例的第一方面，提供一种mcu短路检测电路，该mcu短路检测电路包括：mcu模块，脉冲发生模块，智能控制模块，信号选通模块，短路检测调理模块，一级调理模块，二级调理模块，波形整理模块；
5.所述mcu模块，用于提供待检测的mcu芯片电路；
6.所述脉冲发生模块，用于通过脉冲发生电路产生脉冲信号；
7.所述智能控制模块，用于输出选通控制信号和报警信号并接收所述波形整理模块输出的信号；
8.所述信号选通模块，与所述信号选通模块、mcu模块和智能控制模块连接，用于通过所述选通控制信号触发单输入多输出模拟开关电路选择与所述mcu模块的连接状态并在mcu模块短路的地方产生磁场信号；
9.所述短路检测调理模块，与所述mcu模块连接，用于通过线圈电路检测所述磁场信号并将检测的磁场信号进行滤波处理，用于将滤波后的磁场信号划分为第一检测信号和第二检测信号并分别传输给所述一级调理模块和二级调理模块；
10.所述一级调理模块，与所述短路检测调理模块连接，用于将所述第一检测信号和第二检测信号通过运算放大电路进行放大调理处理并输出；
11.所述二级调理模块，与所述一级调理模块连接，用于将所述一级调理模块输出的信号进行差分放大处理输出短路检测信号；
12.所述波形整理模块，与所述二级调理模块和智能控制模块连接，用于对所述短路检测信号进行波形整形和整流滤波处理并输出短路信号给所述智能控制模块。
13.依据本发明实施例的另一方面，所述mcu短路检测电路还包括报警模块；
14.所述报警模块，用于通过所述报警信号触发报警电路进行短路报警；
15.所述报警模块与所述智能控制模块连接。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明mcu短路检测电路由脉冲发生模块产生脉冲信号，由智能控制模块定时输出选通控制信号控制信号选通模块与mcu模块中mcu
芯片电路引脚的连接关系，以便脉冲信号能够流入mcu芯片电路的引脚中，方便检测mcu芯片电路的每条引脚状态，当两条不该连接的引脚相连时将产生一小磁场，通过短路检测调理模块检测该磁场的磁场信号，并由一级调理模块和二级调理模块进行差分放大处理，由波形整理模块将信号进行波形整形和整流滤波处理，以便由智能控制模块接收，并由智能控制模块判断接收的信号是否符合短路条件，以便进行短路报警，降低工作人员的工作量。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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。
18.图1为本发明实例提供的一种mcu短路检测电路的原理方框示意图。
19.图2为本发明实例提供的一种mcu短路检测电路的第一电路图。
20.图3为本发明实例提供的一种mcu短路检测电路的第二电路图。
具体实施方式
21.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，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1，请参阅图1，一种mcu短路检测电路包括：mcu模块1，脉冲发生模块2，智能控制模块3，信号选通模块4，短路检测调理模块5，一级调理模块6，二级调理模块7，波形整理模块8；
23.具体地，所述mcu模块1，用于提供待检测的mcu芯片电路；
24.脉冲发生模块2，用于通过脉冲发生电路产生脉冲信号；
25.智能控制模块3，用于输出选通控制信号和报警信号并接收所述波形整理模块8输出的信号；
26.信号选通模块4，与所述信号选通模块4、mcu模块1和智能控制模块3连接，用于通过所述选通控制信号触发单输入多输出模拟开关电路选择与所述mcu模块1的连接状态并在mcu模块1短路的地方产生磁场信号；
27.短路检测调理模块5，与所述mcu模块1连接，用于通过线圈电路检测所述磁场信号并将检测的磁场信号进行滤波处理，用于将滤波后的磁场信号划分为第一检测信号和第二检测信号并分别传输给所述一级调理模块6和二级调理模块7；
28.一级调理模块6，与所述短路检测调理模块5连接，用于将所述第一检测信号和第二检测信号通过运算放大电路进行放大调理处理并输出；
29.二级调理模块7，与所述一级调理模块6连接，用于将所述一级调理模块6输出的信号进行差分放大处理输出短路检测信号；
30.波形整理模块8，与所述二级调理模块7和智能控制模块3连接，用于对所述短路检测信号进行波形整形和整流滤波处理并输出短路信号给所述智能控制模块3。
31.进一步地，所述mcu短路检测电路还包括报警模块9；
32.具体地，所述报警模块9，用于通过所述报警信号触发报警电路进行短路报警；
33.该报警模块9与所述智能控制模块3连接。
34.在具体实施例中，上述mcu模块1用于提供所需检测的mcu芯片，在此不做赘述；上述脉冲发生模块2可采用脉冲发生电路，产生一脉冲信号；上述智能控制模块3可采用，并不限于限于单片机、dsp等微控制器，集成了运算器、控制器、存储器以及输入输出器等诸多部件，实现信号的处理、数据存储、模块控制等功能；上述信号选通模块4可采用两组模拟开关电路组成单输入多输出模拟开关电路，由第一组模拟开关电路控制输入第二组模拟开关电路信号通路，再由第二组模拟开关电路选择输出的通路，并且该第一组模拟开关电路和第二组模拟开关电路均由智能控制模块3控制；上述短路检测调理模块5可采用线圈电路和滤波电路，由线圈电路检测mcu模块1相连的两端引脚连接产生的磁场信号，由滤波电路进行信号滤波处理；上述一级调理模块6可采用两组运算放大器电路分别对上述线圈电路两端输出的信号进行放大处理；上述二级调理模块7差分放大电路，对上述一级调理模块6输出的两种信号进行差分放大处理；上述波形整理模块8可采用施密特触发电路将输入的波形整形为方波信号，并由整流滤波电路进行整流滤波处理；上述报警模块9可采用声光报警器，由智能控制模块3直接控制，具体控制方式不做赘述。
35.实施例2，在实施例1的基础上，请参阅图2和图3,，所述脉冲发生模块2包括第十四电阻r14、第十五电阻r15、第三电源vcc3、第十一电容c11、第四运放op4、第十二电容c12、第三二极管d3、第四二极管d4；
36.具体地，所述第十四电阻r14的一端连接第四运放op4的同相端并通过第十五电阻r15连接第三电源vcc3，第十四电阻r14的另一端连接第十六电阻的一端和地端，第十六电阻的另一端连接第四运放op4的反相端并通过第十一电容c11连接地端、第四运放op4的输出端和第十二电容c12的第一端，第十二电容c12的第二端连接第三二极管d3的阳极、第四二极管d4的阳极和所述信号选通模块4，第三二极管d3的阳极和第四二极管d4的阴极均接地。
37.在具体实施例中，上述第四运放op4可选用op07运算放大器，配合第十四电阻r14、第十五电阻r15、第三电源vcc3、第十一电容c11产生一组脉冲信号，并由第十二电容c12、第三二极管d3和第四二极管d4进行滤波保护处理。
38.进一步地，所述信号选通模块4包括第一模拟开关u3、第二模拟开关u4、第四电源vcc4和第五电源vcc5；所述mcu模块1包括mcu芯片；
39.具体地，所述第一模拟开关u3的第八端和第三端均连接所述第十二电容c12的第二端，第一模拟开关u3的第九端和第四端分别连接第二模拟开关u4的第十三端和第三端，第二模拟开关u4的第六端和第八端均接地，第二模拟开关u4的第十六端和第七端分别连接第四电源vcc4和第五电源vcc5，第二模拟开关u4的第一端、第二端、第四端、第五端、第十一端、第十二端、第十四端和第十五端分别连接mcu芯片的第一io端、第二io端、第三io端、第四io端、第五io端、第六io端、第七io端和第八io端，第一模拟开关u3的第六端和第五端与所述智能控制模块3连接，第二模拟开关u4的第九端和第十端也与智能控制模块3连接。
40.在具体实施例中，上述第一模拟开关u3可选用cd4066芯片，第二模拟开关u4可选用74hc4052芯片，由第一模拟开关u3控制输入第二模拟开关u4的脉冲信号，由第二模拟开
关u4将输入的脉冲信号分别传输给mcu芯片的各个io端。
41.需要注意的是，由于mcu芯片的io端较多，图3仅仅介绍了mcu芯片其中8条io端的控制方式，其余引脚的控制方式可通过适当扩展第一模拟开关u3和第二模拟开关u4的方式为mcu芯片的引脚输入脉冲信号。
42.进一步地，所述智能控制模块3包括第一控制器u1；
43.具体地，所述第一控制器u1的第二io端和第三io端分别连接所述第二模拟开关u4的第九端和第十端，第一控制器u1的第四io端和第五io端分别连接所述第一模拟开关u3的第六端和第五端。
44.在具体实施例中，上述第一控制器u1可选用，但并不限于st89c52单片机、st89c51单片机，实现对第一模拟开关u3和第二模拟开关u4的通路选择。
45.进一步地，所述短路检测调理模块5包括第一电感l1、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第一电阻r1和第二电阻r2；
46.具体地，所述第一电感l1的第一端连接第一电容c1的一端和第四电容c4的第一端并通过第二电容c2连接地端和第一电阻r1的一端，第一电阻r1的另一端连接第四电容c4的第二端和所述一级调理模块6，第一电感l1的第二端连接第一电容c1的另一端和第五电容c5的第一端并通过第三电容c3连接第二电阻r2的一端和地端，第五电容c5的第二端连接第二电阻r2的另一端和所述一级调理模块6。
47.在具体实施例中，上述第一电感l1和第一电容c1用于检测磁场信号；上述第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第一电阻r1和第二电阻r2用于滤波处理。
48.进一步地，所述一级调理模块6包括第一运功op1、第三电阻r3、第四电阻r4、第七电容c7、第八电容c8、第六电阻r6；
49.具体地，所述第一运放的同相端连接所述第四电容c4的第二端，第一运放的反相端连接第四电阻r4的一端和第三电阻r3的第一端并通过第七电容c7连接第四电阻r4的另一端、第一运放的输出端和第八电容c8的一端，第八电容c8的另一端连接第六电阻r6的第一端，第六电阻r6的第二端连接所述二级调理模块7。
50.进一步地，所述一级调理模块6还包括第二运放op2、第一电位器rp1、第五电阻r5、第六电容c6、第七电阻r7；
51.具体地，所述第二运放op2的同相端连接所述第五电容c5的第二端，第二运放op2的反相端连接第一电位器rp1的一端和第五电阻r5的一端并通过第六电容c6连接第五电阻r5的另一端、第二运放op2的输出端和第七电阻r7的第一端，第七电阻r7的第二端连接所述二级调理模块7，第一电位器rp1的另一端和滑片端连接所述第三电阻r3的第二端。
52.在具体实施例中，上述第一运放和第二运放op2均可选用op07运算放大器，对输入的信号进行放大处理。
53.进一步地，所述二级调理模块7包括第八电阻r8、第九电阻r9、第二电位器rp2、第三运放op3、第十电阻r10、第一电源vcc1、第九电容c9；
54.具体地，所述第三预防的同相端连接所述第六电阻r6的第二端并通过第八电阻r8连接第三运放op3的输出端、第九电容c9的第一端和第十电阻r10的一端，第十电阻r10的另一端连接第一电源vcc1，第三运放op3的反相端连接所述第七电阻r7的第二端并通过第九电阻r9连接第二电位器rp2的一端和滑片端，第二电位器rp2的另一端接地。
55.在具体实施例中，上述第二运放op2可选用op07运算放大器组成差分放大电路使用，将输入的信号进行差分放大处理。
56.进一步地，所述波形整理模块8包括第二电源vcc2、第十一电阻r11、第十二电阻r13、整形器u2、第一二极管d1、第二二极管d2、第十电容c10；
57.具体地，所述整形器u2的第一输入端连接所述第九电容c9的第二端并通过第十一电阻r11连接第二电源vcc2，整形器u2的第二输入端连接同样连接所述第九电容c9的第二端并通过第十二电阻r13连接地端，整形器u2的输出端连接第一二极管d1的阳极，第一二极管d1的阴极连接第二二极管d2的阴极并通过第十三电阻连接第十电容c10的一端和所述第一控制器u1的第一io端，第二二极管d2的阳极和第十电容c10的另一端均接地。
58.在具体实施例中，上述整形器u2可选用施密特触发器，将输入的信号整形为方波信号具体型号不做限定；上述第一二极管d1和第二二极管d2用于整流处理，第十三电阻和第十电容c10组成rc滤波电路，进行滤波处理。
59.本发明一种mcu短路检测电路，由脉冲发生模块2中的第四运放op4、第十四电阻r14、第十六电阻、第十五电阻r15、第三电源vcc3、第十一电容c11组成脉冲发生电路，产生一脉冲信号并通过第十二电容c12传输给第一模拟开关u3的第八端和第三端，当第一控制器u1的第四io端输出高电平时，第一模拟开关u3的第八端和第九端导通，使得第二模拟开关u4的第十三端得到该脉冲信号，由第一控制器u1的第二io端和第三io端调整输入第二模拟开关u4的第九端和第十端的电平信号，以便由第二模拟开关u4的第十一端、第十二端、第十四端和第十五端依次传输所述脉冲信号，检测mcu芯片的第五io端、第六io端和第七io端和第八io端的连接状态，并定时控制第一模拟开关u3的第三端和第四端导通，以便将脉冲信号依次传输给mcu芯片的所有引脚，当在不该连接的地方发生的连接，连接的引脚将产生一个小磁场信号，该磁场信号由第一电感l1捕捉，并通过一级调理模块6、二级调理模块7和波形整理模块8进行一级放大、差分放大、波形整理和整理滤波处理，以便第一控制器u1判断该信号是否满足短路条件，并通过控制报警模块9进行短路报警。
60.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
61.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。