一种低电平有效开关输入信号采集电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车自动控制技术领域，尤其涉及一种低电平有效开关输入信号采集电路。
【背景技术】
[0002]在汽车自动控制技术中，经常采用开关作为输入信号，利用开关的闭合和断开状态控制信号的输出。当开关使用时间较长及环境(潮湿、高温等)影响会使开关触点接触阻抗变大，从而导致开关闭合时，无法采集到信号。图1是现有技术中低电平有效开关输入信号采集电路的组成示意图，由图1可以看出，低电平有效开关输入信号采集电路，包括:输入开关K1、电阻R1、电阻R2、I/O接口，所述输入开关Kl的第一端接地，所述输入开关Kl的第二端与电阻Rl的第二端电连接，所述电阻Rl的第一端与第一电源电连接，所述电阻R2的第一端与电阻Rl的第二端电连接，所述电阻R2的第二端与I/O接口电连接。
[0003]当Kl断开时，第一电源所输出的电压通过上拉电阻Rl、限流电阻R2输入到I/O接口，I/o接口所采集到的电平为高电平；当开关Kl闭合时，A点电压为低电平，通过电阻R2输入到I/O节口，I/O接口所采集到的电平为低电平。通过开关的闭合和断开状态的改变，进而实现控制信号的输出。
[0004]但在实际使用中，当开关使用时间较长及环境(潮湿、高温等)影响开关触点，使得开关触点接触阻抗变大，其实际效果如图2所示，所述开关相当于一个理想开关和一个电阻串联，当开关闭合时，由于开关接触电阻变大，A点电压不是0V，当接触电阻变化到一定程度，I/O接口将无法采集到信号。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型提出一种低电平有效开关输入信号采集电路，以实现在开关触点接触阻抗变大时，仍然能够有效的采集到相应的信号。
[0006]为达此目的，本实用新型提供了一种低电平有效开关输入信号采集电路，所述低电平有效开关输入信号采集电路，包括:
[0007]开关输入电路、基准电压电路、比较器和I/O接口，所述开关输入电路与比较器的正输入端电连接，所述基准电压电路与比较器的负输入端电连接，所述比较器的输出端与I/O接口电连接。
[0008]进一步的，所述开关输入电路包括:输入开关、第一电阻、第二电阻和第一电源，所述输入开关的第一端接地，所述输入开关的第二端与第一电阻的第二端电连接，所述第一电阻的第一端与第一电源电连接，所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述比较器的正输入端电连接。
[0009]进一步的，所述基准电压电路包括:第二电源，所述第二电源与比较器的负输入端电连接，所述第二电源所输出电压为第一电源所输出电压的0.5倍。
[0010]进一步的，所述基准电压电路包括:第二电源、第三电阻和第四电阻，所述第二电源所输出电压与第一电源所输出电压相等，所述第二电源与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端与第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端接地，所述比较器的负输入端与所述第三电阻的第二端电连接。
[0011]进一步的，所述第三电阻和第四电阻阻值相等。
[0012]更进一步的，所述电路还包括:第五电阻，所述第五电阻的第一端与比较器的输出端电连接，所述第五电阻的第二端与I/o接口电连接。
[0013]采用本实用新型所提供的技术方案，在闭合输入开关时，通过分压电阻的电压值与预设的电压值进行比较，通过比较器输出相应的低电平信号，使得在开关触点接触阻抗变大的情况下，通过捕捉到分压电阻的电压值的变化，使得比较器能够准确地输出低电平信号。
【附图说明】
[0014]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0015]图1是现有技术中低电平有效开关输入信号采集电路的组成示意图；
[0016]图2是现有技术中低电平有效开关输入信号采集电路的实际效果示意图；
[0017]图3是本实用新型提供的低电平有效开关输入信号采集电路的组成示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
[0019]如图3所示，一种低电平有效开关输入信号采集电路，包括:开关输入电路、基准电压电路、比较器Ul和I/O接口，所述开关输入电路与比较器的正输入端电连接，所述基准电压电路与比较器的负输入端电连接，所述比较器的输出端与I/O接口电连接，其中，所述开关输入电路包括:输入开关K1、第一电阻R1、第二电阻R2和第一电源。所述输入开关Kl的第一端接地，所述输入开关Kl的第二端与第一电阻Rl的第二端电连接，所述第二电阻R2的第一端与第一电阻Rl的第二端电连接，所述第二电阻R2的第二端与所述比较器Ul的正输入端电连接，所述比较器Ul的输出端与所述I/O接口电连接。
[0020]所述基准电压电路包括:二电源，所述第二电源与比较器的负输入端电连接。
[0021]在Kl断开时，第一电源通过上拉电阻R1、限流电阻R2输入到比较器Ul的正输入端。比较器Ul的正输入端电压为A点电压，即第一电源所输出的电压，比较器Ul的负输入端为第二电源所输出的电压，所述比较器Ul的负输入端的电压应当低于比较器Ul的正输入端电压，由于比较器Ul的负输入端为第二电源所输出的电压，通常将第二电源所输出的电压设定为不大于第一电源电压。比较器Ul的负输入端的电压低于比较器Ul正输入端的电压，比较器Ul的输出端输出高电平，I/O采集电平为高电平；当开关Kl闭合时，由于上拉电阻Rl分走部分电压，A点电压下降为输入开关Kl的阻抗电压，比较器Ul的正输入端电压为输入开关Kl的阻抗电压。比较器Ul的负输入端仍为第二电源所输出的电压，由于第二电源所输出的电压不大于第一电源所输出的电压，且Kl的阻抗电压远小于上拉电阻R1，即A点电压小于第二电源所输出的电压，比较器Ul的负输入端的电压高于比较器Ul正输入端的电压，比较器Ul的输出端输出低电平，I/O采集电平为低电平。
[0022]在本实施例的一个优选的实施方式中，可以将所述第二电源所输出的电压设定为第一电源所输出电压的0.5倍。由于输入开关Kl的阻抗电压很难达到与上拉电阻Rl相等，所述A点的电压大于0.5倍的第一电源电压时，可以认为是干扰，外部开关输入的信号为无效信号。通过将所述第二电源所输出的电压设定为第一电源所输出电压的0.5倍，即可将A点的电压门限值设定为第一电源所输出电压的1/2。也可根据设置选择不同的电压门限，电压门限设置的越高，越可以更好的采集到的开关信号；门限设置的越低，抗干扰能力越好。所以最好的平衡点就是第一电源所输出电压的1/2。
[0023]在本实施例的另一个优先的实施方式中，第一电源和第二电源可以是同一个电源，所述第二电源所输出电压与第一电源所输出电压相等，所述的采集电路还包括:第三电阻R3和第四电阻R4，所述第二电源与所述第三电阻R3的第一端电连接，所述第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端电连接，所述第四电阻R4的第二端接地，所述比较器Ul的负输入端与所述第三电阻R3的第二端电连接。通过选取不同阻值的电阻R3和R4，可以设定相应的电压门限。例如，R3的电阻值为R4的3倍，则设定的门限为第一电源所输出电压的1/4，优选的，最好将门限设定为第一电源所输出电压的1/2，即所述分压电阻R3和R4的电阻值相等。
[0024]在本实施例的另一个优先的实施方式中，所述电路还包括:第五电阻R5，所述第五电阻R5的第一端与比较器Ul的输出端电连接，所述第五电阻的第二端与I/O接口电连接。通过增加限流电阻R5，能够使I/O接口所接收到的电平信号更加平稳，减小负载电流。
[0025]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种低电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，包括:开关输入电路、基准电压电路、比较器和I/o接口，所述开关输入电路与比较器的正输入端电连接，所述基准电压电路与比较器的负输入端电连接，所述比较器的输出端与I/O接口电连接。2.根据权利要求1所述的低电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，所述开关输入电路包括:输入开关、第一电阻、第二电阻和第一电源，所述输入开关的第一端接地，所述输入开关的第二端与第一电阻的第二端电连接，所述第一电阻的第一端与第一电源电连接，所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述比较器的正输入端电连接。3.根据权利要求1所述的低电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，所述基准电压电路包括:第二电源，所述第二电源与比较器的负输入端电连接，所述第二电源所输出电压为第一电源所输出电压的0.5倍。4.根据权利要求1所述的低电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，所述基准电压电路包括:第二电源、第三电阻和第四电阻，所述第二电源所输出电压与第一电源所输出电压相等，所述第二电源与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端与第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端接地，所述比较器的负输入端与所述第三电阻的第二端电连接。5.根据权利要求4所述的低电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，所述第三电阻和第四电阻阻值相等。6.根据权利要求1所述的低电平有效开关输入信号采集电路，其特征在于，所述的电路还包括:第五电阻，所述第五电阻的第一端与比较器的输出端电连接，所述第五电阻的第二端与I/o接口电连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种低电平有效开关输入信号采集电路，包括：开关输入电路、基准电压电路、比较器和I/O接口，所述开关输入电路与比较器的正输入端电连接，所述基准电压电路与比较器的负输入端电连接，所述比较器的输出端与I/O接口电连接。采用本实用新型所提供的技术方案，能够在开关触点接触阻抗变大时，仍然能够准确地接收到低电平信号。
【IPC分类】H03K19/0175
【公开号】CN204859150
【申请号】CN201520602519
【发明人】贾春冬
【申请人】北京经纬恒润科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月11日