开关量采集转换检测电路及其检测方法

开关量采集转换检测电路及其检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种开关量采集转换检测电路及其检测方法。开关量采集转换检测电路包括第一开关量采样单元、第二开关量采样单元、第一整形单元、第二整形单元、信号转换单元及单片机单元，第一、第二开关量采样单元分别经第一、第二整形单元和信号转换单元的第一、第二输入端相连，信号转换单元的一个输出端和单片机单元的一个输入端相连。检测方法为，两个开关量采样单元分别采集两路开关量传感器信号，经整形单元整形，由信号转换单元将两路整形信号转换为一路信号，由单片机单元根据这一路信号判断出两个传感器的开关状态。本发明使单片机端口的占用量减少一半，从而可以使用只具备较少个I/O端口的单片机，导线用量少，简化连线，降低成本。
【专利说明】开关量采集转换检测电路及其检测方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种采集传感器开关量信号的传感器检测电路，尤其涉及一种减少单 片机I/O端口的占用数的开关量采集转换检测电路及其检测方法。

【背景技术】
[0002] 随着自动化设备和智能化设备的发展，为了实现各种功能很多设备上会使用多个 传感器，以实现采集和控制。以麻将机为例，麻将机的位置检测电路，主要采用霍尔元件和 光电传感器，每路传感器都要分别连到单片机的一个I/O 口，或者通过端口扩展芯片8位并 行输入串行输出移位寄存器(如74HC165芯片)，实现对外部状态进行检测。由于麻将机的 外部位置传感器众多，因此采用目前的位置检测电路需要使用具备更多个I/O端口的单片 机，导致整机成本上升，就算使用扩展芯片，成本也还是很高。而且，每路外部传感器都需要 有一根导线连到安装有单片机的主板上，导致导线用量大，成本大幅增加，并且连线复杂， 安装和维修都不方便。


【发明内容】

[0003] 本发明主要解决原有传感器检测电路中，一个传感器就得占用单片机的一个I/O 端口，当有很多个传感器时，需要使用具备更多个I/O端口的单片机，导致整机成本大幅上 升的技术问题；提供一种开关量采集转换检测电路及其检测方法，其能使单片机端口的占 用量减少一半，可以选择使用具备较少个I/O端口的单片机，大大降低成本。
[0004] 本发明同时解决原有传感器检测电路中，每路传感器都需要有一根导线连到安装 有单片机的主板上，导线用量大，成本高，并且连线复杂，安装和维修都不方便的技术问题； 提供一种开关量采集转换检测电路及其检测方法，其能使连接到安装有单片机的主板上的 导线减少一半，导线用量少，降低成本，而且简化连线，确保安装和维修都很方便。
[0005] 本发明另一目的是提供一种开关量采集转换检测电路的检测方法，其具有很好的 抗干扰性，保证对传感器的采样数据的稳定性和正确性。
[0006] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的开关量采 集转换检测电路，包括第一开关量采样单元、第二开关量采样单元、第一整形单元、第二整 形单元、信号转换单元及单片机单元，第一、第二开关量采样单元的输出端分别和第一、第 二整形单元的输入端相连，第一、第二整形单元的输出端分别和所述的信号转换单元的第 一输入端及第二输入端相连，信号转换单元的一个输出端和所述的单片机单元的一个输入 端相连。第一开关量采样单元、第二开关量采样单元分别包括第一开关量传感器、第二开 关量传感器，分别采集第一开关量传感器及第二开关量传感器的开关量信号，再分别输送 给第一、第二整形单元，第一、第二整形单元分别对接收到的信号进行整形，整形后的信号 都输送给信号转换单元，信号转换单元经过处理，将两路信号转换为一路信号并输送给单 片机单元的一个输入端，最后由单片机单元根据这一个输入端接收到的采样值判断出两个 传感器的开关状态，再进行后续的其它处理和控制。也就是说，两个开关量传感器的状态 信号，只需占用单片机单元的一个I/O端口即可。两个开关量采样单元、两个整形单元和一 个信号转换单元看成一组，那么当需要对十个传感器的开关量信号进行采集时，有五组上 述这样的电路即可，五个信号转换单元共输出五路信号，五路信号分别连接到单片机单元 的五个I/O端口，由单片机单元根据接收到的五个信号判断出十个开关量传感器的开关状 态，也就是说，十个开关量传感器的状态信号，只需占用单片机单元的五个I/O端口即可。 因此，使用本发明的开关量采集转换检测电路，能使单片机端口的占用量减少一半，故而可 以选择使用具备较少个I/O端口的单片机，大大降低成本，而且使传感器连接到安装有单 片机的主板上的导线也减少一半，导线用量少，简化连线，确保安装和维修都很方便。
[0007] 作为优选，所述的第一开关量采样单元包括光电传感器U1、电阻R1、电阻R2和可 变电阻W1，光电传感器U1的输入端的正极、输出端的正极均接电压VCC，光电传感器U1的 输入端的负极经电阻R1接地，光电传感器U1的输出端的负极经电阻R2和可变电阻W1的 一端相连，可变电阻W1的另一端和其活动端并接并且接地，电阻R2和可变电阻W1的并接 点与所述的第一整形单元的输入端相连；所述的第二开关量采样单元包括光电传感器U2、 电阻R8、电阻R9和可变电阻W2,光电传感器U2的输入端的正极、输出端的正极均接电压 VCC，光电传感器U2的输入端的负极经电阻R9接地，光电传感器U2的输出端的负极经电阻 R8和可变电阻W2的一端相连，可变电阻W2的另一端和其活动端并接并且接地，电阻R8和 可变电阻W2的并接点与所述的第二整形单元的输入端相连。本技术方案中开关量传感器 采用光电传感器，采集设备中相关部件的到位或不到位信号，当然也可采用霍尔元件等其 它开关量传感器实现。
[0008] 作为优选，所述的第一整形单元包括电阻R3、发光二极管LED1和三极管Q1，所述 的第一开关量采样单元的输出端和三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极接地，三极管 Q1的集电极和发光二极管LED1的负极相连，发光二极管LED1的正极经电阻R3接电压VCC， 三极管Q1的集电极和所述的信号转换单元的第一输入端相连；所述的第二整形单元包括 电阻R7、发光二极管LED2和三极管Q2,所述的第二开关量采样单元的输出端和三极管Q2 的基极相连，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极和发光二极管LED2的负极相连， 发光二极管LED2的正极经电阻R7接电压VCC，三极管Q2的集电极和所述的信号转换单元 的第二输入端相连。整形单元对接收到的开关量波形进行整形，发光二极管LED1亮表示第 一开关量采样单元无物体遮挡，发光二极管LED1不亮表示第一开关量采样单元有物体遮 挡，发光二极管LED2亮表示第二开关量采样单元无物体遮挡，发光二极管LED2不亮表示第 二开关量采样单元有物体遮挡，提示直观，便于设备调试。
[0009] 作为优选，所述的信号转换单元包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1和二极管 D1、二极管D2,所述的第一、第二整形单元的输出端分别和二极管D1的负极、二极管D2的负 极相连，二极管D1的正极和电阻R4的一端相连，二极管D2的正极和电阻R6的一端相连， 电阻R4的另一端、电阻R6的另一端及电阻R5的一端、电容C1的一端均并接到一起并且和 所述的单片机单元的一个输入端相连，电阻R5的另一端接电压VCC，电容C1的另一端接地。 二极管D1及二极管D2采用高速开关二极管。通过电容C1进行干扰滤波，通过二极管D1 及二极管D2进行电流的隔离，通过电阻R4、电阻R5及电阻R6的不同阻值的调配，使两路开 关信号转换为一路信号输出，而且这一路输出信号会随着两路输入信号的不同状态输出五 种电平信号，从而和两个传感器的开关状态相对应。
[0010] 作为优选，所述的单片机单元包括内置A/D转换电路的单片机U3,所述的信号转 换单元的一个输出端和单片机U3的内置A/D转换电路的一个输入端相连。使用单片机的A/ D采样口，将信号转换单元输送过来的摸拟信号转换成数字信号，再经单片机的分析、处理 和运算，判断出两个传感器的开关状态。内置A/D转换电路的单片机，可采用R5F212B8SNFA LQFP64单片机(瑞萨）或SH88F516F QFP-44单片机（中颖）等等。当然，也可采用不带内置 A/D转换电路的单片机，那么需要有一个外置的A/D转换电路，由其接收信号转换单元的输 出信号，经转换后再将信号输送给单片机。但本技术方案的电路结构更加简单。
[0011] 本发明的开关量采集转换检测电路的检测方法，包括如下步骤： a. 由所述的第一开关量采样单元采集第一路开关量信号给所述的第一整形单元，由所 述的第二开关量采样单元采集第二路开关量信号给所述的第二整形单元，第一整形单元及 第二整形单元分别对接收到的信号进行整形，整形后的信号分别输送给所述的信号转换单 元，信号转换单元将两路信号转换为一路信号输送给所述的单片机单元的一个输入端； b. 所述的单片机单元内预存有根据所述的信号转换单元决定的VI、V2、V3和V4四个 电压值，并且VI < V2 < V3 < V4 ;所述的单片机单元对接收到的信号进行A/D转换，获得 和接收到的信号对应的电压采样值V ; c. 所述的单片机单元首先将获得的电压采样值V和电压值V4比较，如果V > V4,则 判断为第一开关量采样单元及第二开关量采样单元均关闭；如果V彡V4,则将电压采样值 V和电压值V3比较，如果V > V3,则判断为第一开关量采样单元关闭而第二开关量采样单 元打开；如果V < V3,则将电压采样值V和电压值V2比较，如果V > V2,则判断为第一开 关量采样单元打开而第二开关量采样单元关闭；如果VSV2,则将电压采样值V和电压值 VI比较，如果V > VI，则判断为第一开关量采样单元及第二开关量采样单元均打开；如果 V < VI，则判断为开关量采集转换检测电路出现故障，单片机单元控制显示单元显示故障 信息和/或控制报警单元启动报警。
[0012] 信号转换单元的电路不同或所用电阻的阻值不同，VI、V2、V3和V4四个电压值也 会有变化。
[0013] 作为优选，所述的步骤b中，电压采样值V经过如下步骤获得： bl.根据所述的信号转换单元产生四个值SI、S2、S3和S4,计算（S4-S3) X130%、 (S3-S2) X 130%、（S2-S1) X 130%和（Sl-0) X 130%，取出这四个数中的最大值作为标准值N 预存在所述的单片机单元中；所述的单片机单元设有DATA1、DATA2及DATA3三个数据缓存 空间； b2.所述的单片机单元读取第一个A/D数据XI，间隔时间t，再读取第二个A/D数据X2， 然后计算出XI和X2的平均值X，并将X存放在数据缓存空间DATA1中； b3.单片机单元读取第三个A/D数据Y1，间隔时间t，再读取第四个A/D数据Y2,然后 计算出Y1和Y2的平均值Y，并将Y存放在数据缓存空间DATA2中； b4.计算| X-Y |的差值，如果| X-Y | > N，则视为干扰，回到步骤b2 ;如果| X-Y |彡N，则 进入步骤b5 ; b5.单片机单元读取第五个A/D数据Z1，间隔时间t，再读取第六个A/D数据Z2,然后 计算出Z1和Z2的平均值Z，并将Z存放在数据缓存空间DATA3中； b6.计算| Y-Z |的差值，如果| Y-Z | > N，则视为干扰，回到步骤b2 ;如果| Y-Z |彡N，则 进入步骤b7 ; b7.计算X、Y和Z的平均值M，将X、Y及Z分别和平均值Μ进行比对，去掉X、Y及Z中 与平均值Μ偏差最大的那个数值，再对余下两个数值求平均值，获得电压采样值V。
[0014] 本技术方案中的采样方法，考虑到电子元器件的数值误差及电平转换过程的上升 时间和下降时间的灵敏度，进行防抖，有效过滤干扰，保证采样数据的稳定性和正确性，确 保正确得出两路传感器的开关状态。
[0015] 作为优选，所述的间隔时间t为5ms。
[0016] 本发明的有益效果是：能将两路传感器开关量信号转换成一路信号输送给单片 机，使单片机端口的占用量减少一半，从而可以选择使用具备较少个I/O端口的单片机，大 大降低成本。同时能使传感器连接到安装有单片机的主板上的导线减少一半，导线用量少， 即降低成本，又简化连线，确保安装和维修都很方便。

【专利附图】

【附图说明】
[0017] 图1是本发明开关量采集转换检测电路的一种电路原理连接结构框图。
[0018] 图2是本发明开关量采集转换检测电路的一种电路原理图。
[0019] 图中1.第一开关量采样单元，2.第二开关量采样单元，3.第一整形单元，4.第二 整形单元，5.信号转换单元，6.单片机单元。

【具体实施方式】
[0020] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0021] 实施例：本实施例的开关量采集转换检测电路，如图1所示，包括第一开关量采样 单元1、第二开关量采样单元2、第一整形单元3、第二整形单元4、信号转换单元5及单片机 单元6,第一、第二开关量采样单元1、2的输出端分别和第一、第二整形单元3、4的输入端相 连，第一、第二整形单兀3、4的输出端分别和信号转换单兀5的第一输入端及第二输入端相 连，信号转换单元5的一个输出端和单片机单元6的一个输入端相连。
[0022] 如图2所示，第一开关量采样单元1包括光电传感器U1、电阻R1、电阻R2和可变 电阻W1 ;第二开关量米样单兀2包括光电传感器U2、电阻R8、电阻R9和可变电阻W2 ;第一 整形单元3包括电阻R3、发光二极管LED1和三极管Q1 ;第二整形单元4包括电阻R7、发光 二极管LED2和三极管Q2 ;信号转换单元5包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1和二极 管D1、二极管D2 ;单片机单元6包括内置A/D转换电路的单片机U3,本实施例中单片机采 用R5F212B8SNFA LQFP64单片机。光电传感器U1的输入端的正极、输出端的正极均接电压 VCC，光电传感器U1的输入端的负极经电阻R1接地，光电传感器U1的输出端的负极经电阻 R2和可变电阻W1的一端相连，可变电阻W1的另一端和其活动端并接并且接地，电阻R2和 可变电阻W1的并接点与第一整形单元3中三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极接地， 三极管Q1的集电极和发光二极管LED1的负极相连，发光二极管LED1的正极经电阻R3接电 压VCC，三极管Q1的集电极和信号转换单元5中的二极管D1的负极相连。光电传感器U2 的输入端的正极、输出端的正极均接电压VCC，光电传感器U2的输入端的负极经电阻R9接 地，光电传感器U2的输出端的负极经电阻R8和可变电阻W2的一端相连，可变电阻W2的另 一端和其活动端并接并且接地，电阻R8和可变电阻W2的并接点与第二整形单元4中三极 管Q2的基极相连，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极和发光二极管LED2的负极 相连，发光二极管LED2的正极经电阻R7接电压VCC，三极管Q2的集电极和信号转换单元5 中二极管D2的负极相连。二极管D1的正极和电阻R4的一端相连，二极管D2的正极和电 阻R6的一端相连，电阻R4的另一端、电阻R6的另一端及电阻R5的一端、电容C1的一端均 并接到一起并且和单片机U3的内置A/D转换电路的一个输入端相连，电阻R5的另一端接 电压VCC，电容C1的另一端接地。
[0023] 上述开关量采集转换检测电路的检测方法，包括如下步骤： a. 由第一开关量采样单元1采集第一路开关量信号给第一整形单元3,由第二开关量 采样单元2采集第二路开关量信号给第二整形单元4,第一整形单元3及第二整形单元4分 别对接收到的信号进行整形，整形后的信号分别输送给信号转换单元5,信号转换单元5将 两路信号转换为一路信号输送给单片机的内置A/D转换电路的一个输入端； b. 根据信号转换单元5产生四个值S1、S2、S3和S4,计算V4= (S4+S3)/2，V3= (S3+S2) /2, V2= (S2+S1) /2, Vl= (Sl+0) /2,并且 VI < V2 < V3 < V4,将 VI、V2、V3 和 V4 四个 电压值预存在单片机单元内；计算（S4-S3) X130%、（S3-S2) X130%、（S2-S1) X130%和 (Sl-0) X 130%，取出这四个数中的最大值作为标准值N预存在单片机单元中； bl.单片机设有DATA1、DATA2及DATA3三个数据缓存空间；单片机对接收到的信号进 行A/D转换； b2.单片机读取第一个A/D数据XI，间隔5ms，再读取第二个A/D数据X2,然后计算出 XI和X2的平均值X，并将X存放在数据缓存空间DATA1中； b3.单片机读取第三个A/D数据Y1，间隔5ms，再读取第四个A/D数据Y2,然后计算出 Y1和Y2的平均值Y，并将Y存放在数据缓存空间DATA2中； b4.计算| X-Y |的差值，如果| X-Y | > N，则视为干扰，回到步骤b2 ;如果| X-Y |彡N，则 进入步骤b5 ; b5.单片机读取第五个A/D数据Z1，间隔5ms，再读取第六个A/D数据Z2,然后计算出 Z1和Z2的平均值Z，并将Z存放在数据缓存空间DATA3中； b6.计算| Y-Z |的差值，如果| Y-Z | > N，则视为干扰，回到步骤b2 ;如果| Y-Z |彡N，则 进入步骤b7 ; b7.计算X、Y和Z的平均值M，将X、Y及Z分别和平均值Μ进行比对，去掉X、Y及Z中 与平均值Μ偏差最大的那个数值，再对余下两个数值求平均值，获得电压采样值V ; c. 单片机首先将获得的电压采样值V和电压值V4比较，如果V>V4,则判断为光电传 感器U1及光电传感器U2均关闭；如果V < V4,则将电压采样值V和电压值V3比较，如果 V > V3,则判断为光电传感器U1关闭而光电传感器U2打开；如果V < V3,则将电压采样值 V和电压值V2比较，如果V>V2,则判断为光电传感器U1打开而光电传感器U2关闭；如果 V < V2,则将电压采样值V和电压值VI比较，如果V > VI，则判断为光电传感器U1及光电 传感器U2均打开；如果V < VI，则判断为开关量采集转换检测电路出现故障，则单片机分 别输出信号控制显示单元和报警单元，通过显示单元显示故障信息，通过报警单元启动报 警。
[0024] SI、S2、S3和S4四个值由信号转换单元中电阻R4、电阻R5及电阻R6决定，即 若选用的电阻R4、电阻R5及电阻R6的阻值改变，则SI、S2、S3和S4的值会改变，则四 个电压值VI、V2、V3和V4的值也会改变。具体算法为：假定单片机的工作电压为VDD， 则 S1=((R4XR6)/(R4XR5+R6XR5+R4XR6))XVDD，S2=(R6/(R6+R5))XVDD，S3=(R4/ (R4+R5))XVDD，S4=VDD，而 V4= (S4+S3)/2，V3= (S3+S2)/2，V2= (S2+S1)/2，V1= (Sl+O) /2。举例说明：假定单片机的工作电压为VDD，电阻R4=1K，电阻R5=10K，电阻R6=15K，则 Sl= (15/175) VDD，S2= (15/25) VDD，S3= (1/11) VDD，S4=VDD，再通过 V4= (S4+S3)/2, V3= (S3+S2)/2，V2= (S2+S1)/2，V1= (51+0)/2，计算出￥1、￥2、￥3和￥4四个电压值预存在单 片机中。
[0025] 本发明将两路传感器开关量信号转换成一路信号输送给单片机，使单片机端口的 占用量减少一半，从而可以选择使用具备较少个I/O端口的单片机，大大降低成本。同时能 使传感器连接到安装有单片机的主板上的导线减少一半，导线用量少，即降低成本，又简化 连线，确保安装和维修都很方便。而且采样到的数据具有防抖功能，有效过滤干扰，提高采 样数据的稳定性和可靠性，确保正确得出两路传感器的开关状态。
【权利要求】
1. 一种开关量采集转换检测电路，其特征在于包括第一开关量采样单元（1)、第二开 关量采样单元（2)、第一整形单元（3)、第二整形单元（4)、信号转换单元（5)及单片机单元 (6)，第一、第二开关量采样单元（1、2)的输出端分别和第一、第二整形单元（3、4)的输入端 相连，第一、第二整形单元（3、4)的输出端分别和所述的信号转换单元（5)的第一输入端及 第二输入端相连，信号转换单元（5)的一个输出端和所述的单片机单元（6)的一个输入端 相连。
2. 根据权利要求1所述的开关量采集转换检测电路，其特征在于所述的第一开关量采 样单兀（1)包括光电传感器U1、电阻R1、电阻R2和可变电阻W1，光电传感器U1的输入端的 正极、输出端的正极均接电压VCC，光电传感器U1的输入端的负极经电阻R1接地，光电传感 器U1的输出端的负极经电阻R2和可变电阻W1的一端相连，可变电阻W1的另一端和其活 动端并接并且接地，电阻R2和可变电阻W1的并接点与所述的第一整形单元（3)的输入端 相连；所述的第二开关量采样单元（2)包括光电传感器U2、电阻R8、电阻R9和可变电阻W2， 光电传感器U2的输入端的正极、输出端的正极均接电压VCC，光电传感器U2的输入端的负 极经电阻R9接地，光电传感器U2的输出端的负极经电阻R8和可变电阻W2的一端相连，可 变电阻W2的另一端和其活动端并接并且接地，电阻R8和可变电阻W2的并接点与所述的第 二整形单元（4)的输入端相连。
3. 根据权利要求1或2所述的开关量采集转换检测电路，其特征在于所述的第一整形 单元（3)包括电阻R3、发光二极管LED1和三极管Q1，所述的第一开关量采样单元（1)的输 出端和三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极和发光二极管 LED1的负极相连，发光二极管LED1的正极经电阻R3接电压VCC，三极管Q1的集电极和所述 的信号转换单元（5)的第一输入端相连；所述的第二整形单元（4)包括电阻R7、发光二极管 LED2和三极管Q2,所述的第二开关量采样单元（2)的输出端和三极管Q2的基极相连，三极 管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极和发光二极管LED2的负极相连，发光二极管LED2 的正极经电阻R7接电压VCC，三极管Q2的集电极和所述的信号转换单元（5)的第二输入端 相连。
4. 根据权利要求1或2所述的开关量采集转换检测电路，其特征在于所述的信号转换 单元（5)包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1和二极管D1、二极管D2,所述的第一、第二 整形单元（3、4)的输出端分别和二极管D1的负极、二极管D2的负极相连，二极管D1的正 极和电阻R4的一端相连，二极管D2的正极和电阻R6的一端相连，电阻R4的另一端、电阻 R6的另一端及电阻R5的一端、电容C1的一端均并接到一起并且和所述的单片机单元（6) 的一个输入端相连，电阻R5的另一端接电压VCC，电容C1的另一端接地。
5. 根据权利要求3所述的开关量采集转换检测电路，其特征在于所述的信号转换单元 (5)包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1和二极管D1、二极管D2,所述的第一、第二整形 单元（3、4)的输出端分别和二极管D1的负极、二极管D2的负极相连，二极管D1的正极和 电阻R4的一端相连，二极管D2的正极和电阻R6的一端相连，电阻R4的另一端、电阻R6的 另一端及电阻R5的一端、电容C1的一端均并接到一起并且和所述的单片机单元（6)的一 个输入端相连，电阻R5的另一端接电压VCC，电容C1的另一端接地。
6. 根据权利要求1或2所述的开关量采集转换检测电路，其特征在于所述的单片机单 元（6)包括内置A/D转换电路的单片机U3,所述的信号转换单元（5)的一个输出端和单片 机U3的内置A/D转换电路的一个输入端相连。
7. -种如权利要求1所述的开关量采集转换检测电路的检测方法，其特征在于包括如 下步骤： a. 由所述的第一开关量采样单元（1)采集第一路开关量信号给所述的第一整形单 元（3)，由所述的第二开关量采样单元（2)采集第二路开关量信号给所述的第二整形单元 (4)，第一整形单元（3)及第二整形单元（4)分别对接收到的信号进行整形，整形后的信号 分别输送给所述的信号转换单元（5)，信号转换单元（5)将两路信号转换为一路信号输送 给所述的单片机单元（6)的一个输入端； b. 所述的单片机单元（6)内预存有根据所述的信号转换单元（5)决定的V1、V2、V3和 V4四个电压值，并且VI < V2 < V3 < V4 ;所述的单片机单元（6)对接收到的信号进行A/D 转换，获得和接收到的信号对应的电压采样值V ; c. 所述的单片机单元（6)首先将获得的电压采样值V和电压值V4比较，如果V>V4， 则判断为第一开关量采样单元及第二开关量采样单元均关闭；如果V彡V4,则将电压采样 值V和电压值V3比较，如果V > V3,则判断为第一开关量采样单元关闭而第二开关量采样 单元打开；如果V彡V3,则将电压采样值V和电压值V2比较，如果V > V2,则判断为第一开 关量采样单元打开而第二开关量采样单元关闭；如果V < V2,则将电压采样值V和电压值 VI比较，如果V > VI，则判断为第一开关量采样单元及第二开关量采样单元均打开；如果 VI，则判断为开关量采集转换检测电路出现故障，单片机单元（6)控制显示单元显示故 障信息和/或控制报警单元启动报警。
8. 根据权利要求7所述的开关量采集转换检测电路的检测方法，其特征在于所述的步 骤b中，电压采样值V经过如下步骤获得： bl.根据所述的信号转换单元（5)产生四个值SI、S2、S3和S4,计算（S4-S3) X130%、 (S3-S2) X130%、（S2-S1) X130%和（Sl-O) X130%，取出这四个数中的最大值作为标准值N 预存在所述的单片机单元（6)中；所述的单片机单元（6)设有DATA1、DATA2及DATA3三个 数据缓存空间； b2.所述的单片机单元（6)读取第一个A/D数据XI，间隔时间t，再读取第二个A/D数 据X2,然后计算出XI和X2的平均值X，并将X存放在数据缓存空间DATA1中； b3.单片机单元（6)读取第三个A/D数据Y1，间隔时间t，再读取第四个A/D数据Y2， 然后计算出Y1和Y2的平均值Y，并将Y存放在数据缓存空间DATA2中； b4.计算| X-Y |的差值，如果| X-Y | > N，则视为干扰，回到步骤b2 ;如果| X-Y |彡N，则 进入步骤b5 ; b5.单片机单元（6)读取第五个A/D数据Z1，间隔时间t，再读取第六个A/D数据Z2， 然后计算出Z1和Z2的平均值Z，并将Z存放在数据缓存空间DATA3中； b6.计算| Y-Z |的差值，如果| Y-Z | > N，则视为干扰，回到步骤b2 ;如果| Y-Z |彡N，则 进入步骤b7 ; b7.计算X、Y和Z的平均值M，将X、Y及Z分别和平均值Μ进行比对，去掉X、Y及Z中 与平均值Μ偏差最大的那个数值，再对余下两个数值求平均值，获得电压采样值V。
9. 根据权利要求8所述的开关量采集转换检测电路的检测方法，其特征在于所述的间 隔时间t为5ms。
【文档编号】G05B19/042GK104122814SQ201410203616
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】郑军, 李伟, 管博洲 申请人:黄山市北川电子科技有限公司, 黄山市广远光电科技有限公司, 黄山市龙成能源科技有限公司