多电平控制电路的制作方法

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种多电平控制电路。

背景技术：

在很多控制系统中，需要主控芯片的io(输入输出)提供不同的输出电平以及高阻态来实现对外部设备的控制和通讯。对于很多单电源供电的主控芯片而言，io的输出电平只能设置为电源电压或者0v，其输出电平值的数量只能为2个。因此对于单电源供电的主控芯片的情形，其无法实现更多电平值的输出，进而与外部设备实现更好的控制和通讯。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中对于单电源供电的主控芯片的情形，其无法实现更多电平值的输出，进而与外部设备实现更好的控制和通讯的缺陷，提供一种多电平控制电路。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种多电平控制电路，其特点在于，包括主控芯片和若干开关电路，所述主控芯片包括若干io接口，每一开关电路包括一驱动端、一输入端和一输出端，每一io接口分别与每一开关电路的驱动端电连接，每一开关电路的输入端分别接入一电阻后电连接至不同的电源，每一开关电路的输出端均接地，各开关电路的输入端还分别接入一二极管后电连接于同一节点，所述开关电路用于在所述驱动端接收到所述io接口的电平信号后导通或关断，以使所述节点输出不同的电平。

较佳地，所述开关电路包括三极管和场效应管。

较佳地，所述二极管为肖特基二极管。

较佳地，所述电阻的阻值为1kohm(千欧姆)-100kohm。

较佳地，所述电源的电压为1.8v-20v(伏)。

较佳地，所述主控芯片包括mcu(microcontrollerunit，微控制单元)芯片和dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理)芯片。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过主控芯片的io接口上输出的高低电平，来控制开关电路的通断，使得节点能够输出不同的电平。由于每一io接口输出的电平具有高电平和低电平，多个io接口输出的电平则会形成若干电平组合，从而根据每一电平组合控制与每一io接口连接的开关电路的通断，并形成开关电路的通断的组合，进而形成不同的电平输出，更好地实现了与外部设备的控制和通讯。

附图说明

图1为本发明的多电平控制电路的结构示意图。

图2为本发明的多电平控制电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本实施例提供一种多电平控制电路，如图1所示，包括主控芯片1和若干开关电路2，本实施例的开关电路的数量为3个，所述主控芯片1可为单片机mcu芯片，或者是dsp芯片，所述主控芯片1包括若干io接口11，每一开关电路2包括一驱动端、一输入端和一输出端，每一io接口分别与每一开关电路的驱动端电连接，每一开关电路的输入端分别接入一电阻后电连接至不同的电源，每一开关电路的输出端均接地，各开关电路的输入端还分别接入一二极管3后电连接于同一节点，所述开关电路用于在所述驱动端接收到所述io接口的电平信号后导通或关断，以使所述节点输出不同的电平。

所述开关电路可为三极管或场效应管，由于场效应管的导通电阻小，压降小，因此采用场效应管效果更好。而场效应管可分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管，根据不同的分类方式分为n沟道和p沟道，或者增强型和耗尽型，而本实施例控制开关电路输出多种电平的原理均能适用于该些场效应管。

所述二极管为肖特基二极管。肖特基二极管具有开关频率高和正向压降低的优点，因此在节点输出不同的电平时该二极管上的压降可以忽略不计。由于多个开关电路的输入端均接入有一二极管后电连接于同一节点，因此该二极管的设置能够防止电流的倒灌，也即防止节点的输出电压与其它的开关电路形成通电回路。

所述电阻的阻值为1kohm(千欧姆)-100kohm。所述电源的电压为1.8v-20v(伏)。为了更充分地说明本实施例的多电平控制电路的工作原理，本实施例以主控芯片的三个io接口与三个n沟道的场效应管的驱动端，即栅极连接为例，如图2所示，三个io接口分别用io1，io2，io3表示，三个场效应管分别用q1，q2，q3表示，场效应管q1的输入端接入100k欧姆的电阻r1后电连接至3.3v的电源电压，q1的输入端还接入二极管d1。

同理，场效应管q2的输入端接入1k欧姆的电阻r2后电连接至5v的电源电压，q2的输入端还接入二极管d2；场效应管q3的输入端接入1k欧姆的电阻r3后电连接至1.8v的电源电压，q3的输入端还接入二极管d3。而q1，q2，q3的输出端均接地gnd，而该节点用vout表示。

其中，主控芯片的io接口输出高电平用1表示，低电平用0表示，主控芯片由单电源为其供电，因此，根据本实施例的多电平控制原理，io接口输出的电平组合与节点输出的电平值如下表1所示：

表1主控芯片的io接口输出的电平组合对应的节点的输出电压

由表1可以看出，在电平组合1中，当接口io1输出低电平时，q1无法导通，q1的漏极和源极相当于开路，q1的电源电压3.3v使二极管d1导通；当接口io2输出高电平时，q2导通，q2的漏极和源极相当于短路，q2的输入端的节点相当于直接接地，使得二极管d2无法导通；当接口io3输出高电平时，q3导通，q3的漏极和源极相当于短路，q3的输入端的节点相当于直接接地，使得二极管d3无法导通，因此，由于d1的压降可忽略不计，因此，在电平组合1的情况下，节点vout的输出电压则为3.3v。

同理，对于电平组合2、电平组合3以及电平组合4的控制原理均与电平组合1的控制原理相同，在电平组合4中，二极管d1，d2，d3均视为开路，即可成为输入电阻或输出电阻无限大的高阻态。

而当本实施例的场效应管为p沟道型时，场效应管则是在低电平时导通，高电平时无法导通，基于类似的原理，则可进一步控制节点vout的输出电平。

可见，本实施例通过主控芯片的io接口上输出的高低电平，来控制开关电路的通断，使得节点能够输出不同的电平。由于每一io接口输出的电平具有高电平和低电平，多个io接口输出的电平则会形成若干电平组合，从而根据每一电平组合控制与每一io接口连接的开关电路的通断的组合，进而形成不同的电平输出，如3.3v，5v，1.8v，0v以及高阻态的输出，而不再只是单电源所输出的电源电压和0v，更好地实现了与外部设备的控制和通讯。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。