基于端口功能复用的多功能控制电路及用电器的制作方法

1.本实用新型涉及电路控制的技术领域，尤其涉及一种基于端口功能复用的多功能控制电路及用电器。


背景技术：

2.为实现对电器进行控制，通常需要设置按键，用户通过按键输入控制信息控制电器，同时为了对电器的各种工作状态进行显示，通常会设置一个或多个发光二极管，按键及发光二极管分别安装于电器控制板上以实现各自的功能，控制板上可配置mcu芯片。在电器行业尤其是电器控制板厂家，成本控制是所有厂家不可回避的一个问题，而最大限度的使用mcu芯片的资源并尽可能减少零部件的使用是成本节约中最关键的点；然而现有技术方法中均是将采用配置不同控制端口分别与按键及发光二极管进行连接，需要根据按键数量与发光二极管数量之和设置控制端口的数量，导致电气控制板上控制端口数量较多，需要使用端口数量较多的mcu芯片才能实现相应控制功能，大幅增加了企业的生产成本。因此，现有技术方法中的电气控制电路存在端口数量较多的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供了一种基于端口功能复用的多功能控制电路及用电器，旨在解决现有技术方法中的电气控制电路所存在的端口数量较多的问题。
4.第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于端口功能复用的多功能控制电路，其中，所述控制电路包括信号控制器、控制信号输入电路、第一发光电路、第二发光电路及第三发光电路；
5.所述控制信号输入电路包括四个按键电路分支，所述信号控制器包括四个控制端口，每一所述按键电路分支均由一个按键与一个电阻串联组成，每一所述按键电路分支的按键端均接地、电阻端分别与对应的一个所述控制端口相连接；所述信号控制器的第一电源端口与电源端相连接、其第二电源端口作为接地端接地；
6.所述第一发光电路由三极管及三个发光电路分支组成，所述第二发光电路及所述第三发光电路均由三个发光电路分支组成，每一所述发光电路分支均由一个发光二极管与一个电阻串联组成；
7.所述控制信号输入电路中第四按键电路分支的电阻端还与所述三极管的基极相连接；与所述三极管相连接的控制端口为公共控制端口；
8.所述三极管的发射极连接第一电极、其集电极分别连接所述第一发光电路中的三个发光电路分支的一端，所述第一发光电路中三个发光电路分支的另一端分别与所述信号控制器中非公共控制端口的三个所述控制端口相连接；与所述三极管相连接的控制端口为公共控制端口；
9.所述第二发光电路中三个发光电路分支的一端均与第二电极相连接，所述第二发光电路中三个发光电路分支的另一端分别与所述信号控制器中非公共控制端口的三个所
述控制端口相连接；
10.所述第三发光电路中三个发光电路分支的一端均与所述公共控制端口相连接，所述第三发光电路中三个发光电路分支的另一端分别与所述信号控制器中非公共控制端口的三个所述控制端口相连接；
11.所述第一电极及所述第二电极之间的电压差与所述电源端及所述接地端之间的电压差相等。
12.所述的基于端口功能复用的多功能控制电路，其中，所述三极管为npn型三极管，所述第一电极接地，所述第二电极连接所述电源端。
13.所述的基于端口功能复用的多功能控制电路，其中，所述第一发光电路的三个发光电路中发光二极管的负极均与所述三极管的集电极相连接，所述第二发光电路的三个发光电路分支中发光二极管的正极分别通过对应发光电路分支中的电阻与所述第二电极相连接，所述第三发光电路的三个发光电路分支中发光二极管的负极均与所述公共控制端口相连接。
14.所述的基于端口功能复用的多功能控制电路，其中，所述三极管为pnp型三极管，所述第一电极连接所述电源端，所述第二电极接地。
15.所述的基于端口功能复用的多功能控制电路，其中，所述第一发光电路的三个发光电路分支中发光二极管的正极均与所述三极管的集电极相连接，所述第二发光电路的三个发光电路分支中发光二极管的负极均与所述第二电极相连接，所述第三发光电路的三个发光电路分支中发光二极管的正极均与所述公共控制端口相连接。
16.所述的基于端口功能复用的多功能控制电路，其中，所述公共控制端口包括高电平、低电平及高阻态三种电平状态。
17.所述的基于端口功能复用的多功能控制电路，其中，所述信号控制器中非公共控制端口的三个所述控制端口包括高电平及低电平两种电平状态。
18.所述的基于端口功能复用的多功能控制电路，其中，所述第一发光电路、所述第二发光电路、所述第三发光电路中所包含电阻的阻值均相等。
19.所述的基于端口功能复用的多功能控制电路，其中，所述控制信号输入电路中四个按键电路分支的电阻阻值均相等。
20.第一方面，本实用新型实施例还提供了一种用电器，其中，所述用电器包含上述第一方面所述的基于端口功能复用的多功能控制电路，所述多功能控制电路中的按键用于输入按键控制信号对所述用电器进行控制，所述多功能控制电路中的发光二极管用于对所述用电器的工作状态进行显示
21.本实用新型实施例提供了一种基于端口功能复用的多功能控制电路及用电器，多功能控制电路包括信号控制器、控制信号输入电路、第一发光电路、第二发光电路及第三发光电路，控制信号输入电路包括四个按键电路分支，信号控制器包括四个控制端口，每一按键电路分支均由一个按键与一个电阻串联组成，每一按键电路分支的按键端均接地、电阻端分别与对应的一个控制端口相连接；第一发光电路由三极管及三个发光电路分支组成，第二发光电路及第三发光电路均由三个发光电路分支组成，每一所述发光电路分支均由一个发光二极管与一个电阻串联组成。上述的多功能控制电路，可通过信号控制器的控制端口获取控制信号输入电路所输入的按键控制信号，控制端口同时可发出电平信号对发光电
路进行通断控制，即通过端口功能的复用同时实现了接收按键控制信号及对发光电路进行通断控制的目的，大幅减少了控制板上所需设置的端口数量，降低了企业生产成本。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
23.图1为本实用新型实施例提供的基于端口功能复用的多功能控制电路的整体电路结构图；
24.图2为本实用新型实施例提供的基于端口功能复用的多功能控制电路另一实施例的局部电路结构图；
25.图3为本实用新型实施例提供的基于端口功能复用的多功能控制电路另一实施例的局部电路结构图；
26.图4为本实用新型实施例提供的基于端口功能复用的多功能控制电路另一实施例的局部电路结构图。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
28.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
29.还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
30.还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
31.请参阅图1至图4，如图所示，该基于端口功能复用的多功能控制电路包括：包括信号控制器p1、控制信号输入电路sw、第一发光电路f1、第二发光电路f2及第三发光电路f3；所述控制信号输入电路sw包括四个按键电路分支，所述信号控制器p1包括四个控制端口，每一所述按键电路分支均由一个按键与一个电阻串联组成，每一所述按键电路分支的按键端均接地、电阻端分别与对应的一个所述控制端口相连接，以通过按键输入按键控制信号至所述信号控制器。
32.如图1所示，在本实施例中第一按键s1与电阻r3串联组成一个按键电路分支，第二
按键s2与电阻r4串联组成一个按键电路分支，第三按键s3与电阻r5串联组成一个按键电路分支，第四按键s4与电阻r6串联组成一个按键电路分支；信号控制器p1的管脚2、3、4、5分别对应四个控制端口，包括第一控制端口io1、第二控制端口io2、第三控制端口io3及第四控制端口io4。按键电路分支中的按键端均接地(图1中采用gnd表示)，按键电路分支中的电阻端分别与对应的控制端口相连接，具体的，电阻r3未连接按键的一端与第一控制端口io1相连接，电阻r4未连接按键的一端与第二控制端口io2相连接，电阻r5未连接按键的一端与第三控制端口io3相连接，电阻r6未连接按键的一端与第四控制端口io4相连接。可在信号控制器p1中预先配置定时扫描功能，从而定时对第一按键s1、第二按键s2、第三按键s3及第四按键s4的状态进行扫描，以检测按键是否有动作，从而获取得到不同的按键控制信号，各按键对应的按键控制信号相互独立、互不干扰；如配置扫描间隔时间为0.2s，则信号控制器p1每间隔0.2秒对各按键进行一次扫描。
33.所述信号控制器p1的第一电源端口1与电源端vdd相连接、其第二电源端口6作为接地端gnd接地；所述第一发光电路f1由三极管q1及三个发光电路分支组成，所述第二发光电路f2及所述第三发光电路f3均由三个发光电路分支组成，每一所述发光电路分支均由一个发光二极管与一个电阻串联组成；所述控制信号输入电路sw中第四按键电路分支的电阻端还与所述三极管q1的基极相连接；与所述三极管q1相连接的控制端口为公共控制端口。
34.如图1所示，本实施例中的控制电路中设置有第一发光电路f1、第二发光电路f2及第三发光电路f3，且每一发光电路中均设置有三个发光电路分支，每一电路分支中均由一个发光二极管及一个电阻串联组成，其中第一发光电路f1中还设置有三极管q1，公共控制端口也即是控制端口io4，在其他实施例中，还可选择任意一控制端口作为公共控制端口。发光二极管l1与电阻r1串联组成一个发光电路分支，发光二极管l3与电阻r7串联组成另一个发光电路分支，发光二极管l5与电阻r9串联组成第三个发光电路分支，此三个发光电路分支与三极管q1组合成为第一发光电路f1；发光二极管l7与电阻r11串联组成一个发光电路分支，发光二极管l8与电阻r12串联组成另一个发光电路分支，发光二极管l9与电阻r13串联组成第三个发光电路分支，此三个发光电路分支组合成为第二发光电路f2；发光二极管l2与电阻r2串联组成一个发光电路分支，发光二极管l4与电阻r8串联组成另一个发光电路分支，发光二极管l6与电阻r10串联组成第三个发光电路分支，此三个发光电路分支组合成为第三发光电路f3。
35.所述三极管q1的发射极连接第一电极、其集电极分别连接所述第一发光电路f1中的三个发光电路分支的一端，所述第一发光电路f1中三个发光电路分支的另一端分别与所述信号控制器p1中非公共控制端口的三个所述控制端口相连接；与所述三极管q1相连接的控制端口为公共控制端口；所述第二发光电路f2中三个发光电路分支的一端均与第二电极相连接，所述第二发光电路f2中三个发光电路分支的另一端分别与所述信号控制器p1中非公共控制端口的三个所述控制端口相连接；所述第三发光电路f3中三个发光电路分支的一端均与所述公共控制端口相连接，所述第三发光电路f3中三个发光电路分支的另一端分别与所述信号控制器p1中非公共控制端口的三个所述控制端口相连接；所述第一电极及所述第二电极之间的电压差与所述电源端及所述接地端gnd之间的电压差相等。
36.如图1所示，本实施例中控制信号输入电路sw中第四按键s4对应的电阻端同时连接三极管q1的基极及控制端口io4，控制端口io4作为公共控制端口可发送公共控制信号至
三极管q1，三极管q1的集电极分别连接第一发光电路f1中发光二极管l1的一端、发光二极管l3的一端及发光二极管l5的一端相连接，发光二极管l1对应发光电路分支的电阻端与控制端口io1相连接，发光二极管l3对应发光电路分支的电阻端与控制端口io2相连接，发光二极管l5对应发光电路分支的电阻端与控制端口io3相连接。第二发光电路f2中三个发光电路分支的发光二极管端或三个发光电路分支的电阻端均与第二电极相连接，与发光二极管l7对应发光电路分支的另一端与控制端口io1相连接，与发光二极管l8对应发光电路分支的另一端与控制端口io2相连接，与发光二极管l9对应发光电路分支的另一端与控制端口io3相连接。第三发光电路f3中三个发光电路分支的发光二极管端均与公共控制端口io4相连接，与发光二极管l2对应发光电路分支的电阻端与控制端口io1相连接，与发光二极管l4对应发光电路分支的电阻端与控制端口io2相连接，与发光二极管l5对应发光电路分支的电阻端与控制端口io3相连接。
37.所述第一电极及所述第二电极之间的电压差与所述电源端vdd及所述接地端gnd之间的电压差相等，在本实施例中接地端gnd的电压为0、电源端vdd的电压为5v，在其他实施例中还可设置电源端vdd的电压大于5v。在实际应用过程中，信号控制器p1可用于连接用电器的微控制单元(micro control unit，简称mcu)，微控制单元用于对信号控制器p1中4个控制端口进行功能控制。
38.在具体的实施例中，所述公共控制端口包括高电平、低电平及高阻态三种电平状态。具体的，所述信号控制器p1中非公共控制端口的三个所述控制端口包括高电平及低电平两种电平状态。公共控制端口io4可包括高电平、低电平及高阻态三种电平状态，剩余的控制端口io1、控制端口io2及控制端口io3包括高电平及低电平两种电平状态，具体的，信号控制器p1可通过调整公共控制端口io4的电平状态，以调整所需进行通断控制的发光电路，高电平、低电平及高阻态三种电平状态分别对应一个发光控制电路，控制端口io1、控制端口io2及控制端口io3的电平状态即可对所需进行控制的一个发光控制电路所包含的三个发光电路分支进行通断控制。
39.在具体的实施例中，所述三极管q1为npn型三极管，所述第一电极接地，所述第二电极连接所述电源端vdd。其中，所述第一发光电路f1的三个发光电路中发光二极管的负极均与所述三极管q1的集电极相连接，所述第二发光电路f2的三个发光电路分支中发光二极管的正极分别通过对应发光电路分支中的电阻与所述第二电极相连接，所述第三发光电路f3的三个发光电路分支中发光二极管的负极均与所述公共控制端口io4相连接。
40.此实施例中，第一发光电路f1的具体电路结构如图3所示，第二发光电路f2的具体电路结构如图2所示，第三发光电路f3的具体电路结构如图4所示，此实施例为本方案的第一种实施例。具体的，第二发光电路f2中发光二极管l7的正极通过电阻r11与电源端vdd相连接，发光二极管l8的正极通过电阻r12与电源端vdd相连接，发光二极管l9的正极通电阻r13与电源端vdd相连接；第一发光电路f1中发光二极管l1的负极、发光二极管l3的负极及发光二极管l5的负极均与三极管q1的集电极相连接，第三发光电路f3中发光二极管l2的负极、发光二极管l4的负极及发光二极管l6的负极均与公共控制端口io4相连接。当公共控制端口io4为高电平时，控制端口io1、io2及io3可分别输出高电平以控制发光二极管l1、l3及l5点亮；公共控制端口io4为低电平时，控制端口io1、io2及io3可分别输出高电平以控制发光二极管l2、l4及l6点亮；公共控制端口io4为高阻抗状态时，控制端口io1、io2及io3可分
别输入低电平控制发光二极管l7、l8及l9点亮。
41.在具体的实施例中，所述三极管q1为pnp型三极管，所述第一电极连接所述电源端，所述第二电极接地。其中，所述第一发光电路的三个发光电路分支中发光二极管的正极均与所述三极管q1的集电极相连接，所述第二发光电路f2的三个发光电路分支中发光二极管的负极均与所述第二电极相连接，所述第三发光电路f3的三个发光电路分支中发光二极管的正极均与所述公共控制端口相连接。
42.此实施例中，第一发光电路f1的具体电路结构、第二发光电路f2的具体电路结构及第三发光电路f3的具体电路结构均如图1所示，此实施例为本方案的第二种实施例。具体的，第二发光电路f2中发光二极管l7的负极、发光二极管l8的负极及发光二极管l9的负极均接地；第一发光电路f1中发光二极管l1的正极、发光二极管l3的正极及发光二极管l5的正极均与三极管q1的集电极相连接，第三发光电路f3中发光二极管l2的正极、发光二极管l4的正极及发光二极管l6的正极均与公共控制端口io4相连接。当公共控制端口io4为高电平时，控制端口io1、io2及io3可分别输入低电平以控制发光二极管l2、l4及l6点亮；公共控制端口io4为低电平时，控制端口io1、io2及io3可分别输入低电平以控制发光二极管l1、l3及l5点亮；公共控制端口io4为高阻抗状态时，控制端口io1、io2及io3可分别输出高电平控制发光二极管l7、l8及l9点亮。
43.在具体的实施例中，所述第一发光电路f1、所述第二发光电路f2、所述第三发光电路f3中所包含电阻的阻值均相等。其中，所述控制信号输入电路中四个按键电路分支的电阻阻值均相等。
44.在具体实施例中，可设置三个发光光路中所包含电阻的阻值均相等，也即是设置电阻r1、r2、r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13的电阻值相等，即可消除发光光路分支中阻抗差异产生的影响，从而提高对发光二极管进行通断控制的均一性。在具体实施例中，可设置控制信号输入电路中四个按键电路分支的电阻阻值均相等，也即是设置电阻r3、r4、r5及r6的电阻值相等，即可消除按键电路分支中阻抗差异产生的影响，输出至提高信号控制器p1的按键控制信号的均一性，从而提高信号控制器p1对按键控制信号的接收效果。
45.本实用新型实施例还提供了一种用电器，其中，所述用电器包含上述的基于端口功能复用的多功能控制电路，所述多功能控制电路中的按键用于输入按键控制信号对所述用电器进行控制，所述多功能控制电路中的发光二极管用于对所述用电器的工作状态进行显示。
46.本实用新型实施例提供了一种基于端口功能复用的多功能控制电路及用电器，多功能控制电路包括信号控制器、控制信号输入电路、第一发光电路、第二发光电路及第三发光电路，控制信号输入电路包括四个按键电路分支，信号控制器包括四个控制端口，每一按键电路分支均由一个按键与一个电阻串联组成，每一按键电路分支的按键端均接地、电阻端分别与对应的一个控制端口相连接；第一发光电路由三极管及三个发光电路分支组成，第二发光电路及第三发光电路均由三个发光电路分支组成，每一所述发光电路分支均由一个发光二极管与一个电阻串联组成。上述的多功能控制电路，可通过信号控制器的控制端口获取控制信号输入电路所输入的按键控制信号，控制端口同时可发出电平信号对发光电路进行通断控制，即通过端口功能的复用同时实现了接收按键控制信号及对发光电路进行通断控制的目的，大幅减少了控制板上所需设置的端口数量，降低了企业生产成本。
47.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。