一种TTL电平信号采集电路的制作方法

一种ttl电平信号采集电路
技术领域
1.本实用新型涉及车载控制器技术领域，具体而言，涉及一种ttl电平信号采集电路。


背景技术：

2.在车载控制器技术中，启动按钮、打开门把手微动开关等均需要采集ttl电平信号作为车载控制器的输入信号。
3.然而，当前的ttl信号采集电路要么只能采集(识别)高ttl电平信号，要么只能采集(识别)ttl低电平信号，不具备诊断信号异常的功能，当车载控制器接插件使用时间过长或受到环境(潮湿、高温、振动等)影响时，有可能会使与ttl电平信号输入端连接的信号线接触不良，从而使得ttl电平信号输入端悬空，导致车载控制器无法正确识别ttl电平信号输入端输入了高电平信号、低电平信号还是未输入信号(即处于悬空状态)。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种ttl电平信号采集电路，能够区分ttl电平信号输入端输入了ttl高电平信号、ttl低电平信号还是未输入信号(即处于悬空状态)。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.本实用新型实施例提供了一种ttl电平信号采集电路，包括：上拉电阻，下拉电阻，第一电阻，供电电源vcc；
7.所述上拉电阻的第一端与所述供电电源vcc电连接；
8.所述上拉电阻的第二端分别与所述第一电阻的第一端、所述下拉电阻的第一端以及单片微型计算机mcu的输入/输出i/o接口电连接；
9.所述下拉电阻的第二端接地；
10.所述第一电阻的第二端与ttl电平信号输入端电连接；
11.所述第一电阻的阻值与所述上拉电阻的阻值的比值为1比1.5到1比3之间；
12.所述第一电阻的阻值与所述下拉电阻的阻值的比值为1比1.5到1比3之间。
13.在一种可能的实施方式中，还包括：用于对所述单片微型计算机mcu进行保护的保护单元；
14.所述保护单元的第一端与所述上拉电阻的第二端电连接；
15.所述保护单元的第二端与所述单片微型计算机mcu的输入/输出i/o接口电连接。
16.在一种可能的实施方式中，所述保护单元包括一个第二电阻；
17.所述第二电阻的第一端与所述上拉电阻的第二端电连接；
18.所述第二电阻的第二端与所述单片微型计算机mcu的输入/输出i/o接口电连接。
19.在一种可能的实施方式中，还包括：用于对所述ttl电平信号输入端输入的ttl电平信号进行滤波的滤波单元；
20.所述滤波单元的第一端与所述第一电阻的第二端电连接；
21.所述滤波单元的第二端与所述下拉电阻的第二端电连接。
22.在一种可能的实施方式中，所述滤波单元包括一个滤波电容；
23.所述滤波电容的第一端与所述第一电阻的第二端电连接；
24.所述滤波电容的第二端与所述下拉电阻的第二端电连接。
25.在一种可能的实施方式中，还包括：用于在所述ttl电平信号输入端输入的ttl电平信号的电压大于预设值时，将所述ttl电平信号的电压稳定在所述预设值或所述预设值以下的稳压单元；
26.所述稳压单元的第一端与所述第一电阻的第一端电连接；
27.所述稳压单元的第二端与所述下拉电阻的第二端电连接。
28.在一种可能的实施方式中，所述稳压单元包括一个稳压二极管；
29.所述稳压二极管的负极与所述第一电阻的第一端电连接；
30.所述稳压二极管的正极与所述下拉电阻的第二端电连接。
31.在一种可能的实施方式中，所述第一电阻的阻值与所述上拉电阻的阻值的比值为1:2.51，所述第一电阻的阻值与所述下拉电阻的阻值的比值为1:2.51。
32.在一种可能的实施方式中，所述第二电阻的阻值为100k欧姆。
33.在一种可能的实施方式中，所述滤波电容的容值为100nf。
34.本实用新型提供的一种ttl电平信号采集电路，能够区分ttl电平信号输入端输入了ttl高电平信号、ttl低电平信号还是未输入信号(即处于悬空状态)。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
36.图1示出了现有技术提供的一种用于采集ttl低电平信号的ttl电平信号采集电路的结构示意图；
37.图2示出了现有技术提供的一种用于采集ttl高电平信号的ttl电平信号采集电路的结构示意图；
38.图3示出了本实用新型实施例提供的一种ttl电平信号采集电路的结构示意图；
39.图4示出了本实用新型实施例提供的一种等效电路图；
40.图5示出了本实用新型实施例提供的另一种等效电路图；
41.图6示出了本实用新型实施例提供的另一种等效电路图；
42.图7示出了本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意图；
43.图8示出了本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意图；
44.图9示出了本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意图；
45.图10示出了本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意图；
46.图11示出了本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意
图；
47.图12示出了本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意图。
48.附图标记：1-单片微型计算机mcu；2-ttl电平信号输入端；3-供电电源vcc；4-上拉电阻；5-二极管；6-第三电阻；7-下拉电阻；8-第四电阻；9-第五电阻；10-第一电阻；11-保护单元；12-第二电阻；13-滤波单元；14-滤波电容；15-稳压单元；16-稳压二极管。
具体实施方式
49.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
50.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
51.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
52.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
53.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
54.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
55.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
56.参照图1所示，为现有技术提供的一种用于采集ttl低电平信号的ttl电平信号采集电路的结构示意图，包括：单片微型计算机mcu1，ttl电平信号输入端2，供电电源vcc3，上拉电阻4，二极管5，第三电阻6。
57.当ttl电平信号输入端2输入ttl低电平信号时，单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口采集到的电平是低电平。当ttl电平信号输入端2输入ttl高电平信号或悬空时，单
片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口采集到的电平均是高电平，此时无法确定ttl电平信号输入端2输入了ttl高电平信号还是未输入信号。
58.参照图2所示，为现有技术提供的一种用于采集ttl高电平信号的ttl电平信号采集电路的结构示意图，包括：单片微型计算机mcu1，ttl电平信号输入端2，供电电源vcc3，下拉电阻7，第四电阻8，第五电阻9。
59.当ttl电平信号输入端2输入ttl高电平信号时，单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口采集到的电平是高电平。当ttl电平信号输入端2输入ttl低电平信号或悬空时，单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口采集到的电平均是低电平，此时无法确定ttl电平信号输入端2输入了ttl低电平信号还是未输入信号。
60.参照图3所示，为本实用新型实施例提供的一种ttl电平信号采集电路的结构示意图，包括：上拉电阻4，下拉电阻7，第一电阻10，供电电源vcc3；
61.所述上拉电阻4的第一端与所述供电电源vcc3电连接；
62.所述上拉电阻4的第二端分别与所述第一电阻10的第一端、所述下拉电阻7的第一端以及单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口电连接；
63.所述下拉电阻7的第二端接地；
64.所述第一电阻10的第二端与ttl电平信号输入端2电连接；
65.所述第一电阻10的阻值与所述上拉电阻4的阻值的比值为1比1.5到1比3之间；
66.所述第一电阻10的阻值与所述下拉电阻7的阻值的比值为1比1.5到1比3之间。
67.参照图4所示，为本实用新型实施例提供的一种等效电路图，示出了当ttl电平信号输入端2输入的为ttl高电平信号时，图1对应的等效电路图；
68.易知，此时单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口采集到的电压u即为：
69.u＝u1*(r1/(r1+r2))，其中，所述u1为ttl高电平信号的电压(与供电电源vcc3提供的电压相同)，所述r1为下拉电阻7的阻值，所述r2为上拉电阻4与第一电阻10并联后的等效阻值，即r2＝r3*r4/(r3+r4)，所述r3为第一电阻10的阻值，所述r4为上拉电阻4的阻值。以ttl高电平信号为5v，r1为51k欧姆，r3为20k欧姆，r4为51k欧姆为例，那么此时单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口采集到的电压u大约为3.9v。
70.参照图5所示，为本实用新型实施例提供的另一种等效电路图，示出了示出了当ttl电平信号输入端2输入的为ttl低电平信号(0v)时，图1对应的等效电路图；
71.易知，此时单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口采集到的电压u即为：
72.u＝u1*(r5/(r4+r5))，其中，所述u1为ttl高电平信号的电压(与供电电源vcc3提供的电压相同)，所述r4为上拉电阻4的阻值，所述r5为下拉电阻7与第一电阻10并联后的等效阻值，即r5＝r1*r3/(r1+r3)，所述r3为第一电阻10的阻值，所述r1为下拉电阻7的阻值。以ttl高电平信号为5v，r1为51k欧姆，r3为20k欧姆，r4为51k欧姆为例，那么此时单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口采集到的电压u大约为1.1v。
73.参照图6所示，为本实用新型实施例提供的另一种等效电路图，示出了当ttl电平信号输入端2未输入信号(即处于悬空状态)时，图1对应的等效电路图；
74.易知，此时单片微型计算机mcu的输入/输出i/o接口采集到的电压u即为：
75.u＝u1*(r1/(r1+r4))，其中，所述u1为ttl高电平信号的电压(与供电电源vcc3提供的电压相同)，所述r4为上拉电阻4的阻值，所述r1为下拉电阻7的阻值。以ttl高电平信号
为5v，r1为51k欧姆，r4为51k欧姆为例，那么此时单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口采集到的电压u大约为2.5v。
76.综上，在ttl电平信号输入端2分别输入ttl高电平信号，ttl低电平信号或悬空时，单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口采集到的电压u具有较为明显的区别，因此，可以明确区分ttl电平信号输入端2输入了ttl高电平信号、ttl低电平信号还是未输入信号(即处于悬空状态)。
77.参照图7所示，为本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意图，在一种可能的实施方式中，还包括：用于对所述单片微型计算机mcu1进行保护的保护单元11；
78.所述保护单元11的第一端与所述上拉电阻4的第二端电连接；
79.所述保护单元11的第二端与所述单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口电连接。
80.参照图8所示，为本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意图，在一种可能的实施方式中，所述保护单元11包括一个第二电阻12；
81.所述第二电阻12的第一端与所述上拉电阻4的第二端电连接；
82.所述第二电阻12的第二端与所述单片微型计算机mcu1的输入/输出i/o接口电连接。
83.参照图9所示，为本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意图，在一种可能的实施方式中，还包括：用于对所述ttl电平信号输入端2输入的ttl电平信号进行滤波的滤波单元13；
84.所述滤波单元13的第一端与所述第一电阻10的第二端电连接；
85.所述滤波单元13的第二端与所述下拉电阻7的第二端电连接。
86.参照图10所示，为本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意图，在一种可能的实施方式中，所述滤波单元13包括一个滤波电容14；
87.所述滤波电容14的第一端与所述第一电阻10的第二端电连接；
88.所述滤波电容14的第二端与所述下拉电阻7的第二端电连接。
89.参照图11所示，为本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意图，在一种可能的实施方式中，还包括：用于在所述ttl电平信号输入端2输入的ttl电平信号的电压大于预设值时，将所述ttl电平信号的电压稳定在所述预设值或所述预设值以下的稳压单元15；
90.所述稳压单元15的第一端与所述第一电阻10的第一端电连接；
91.所述稳压单元15的第二端与所述下拉电阻7的第二端电连接。
92.参照图12所示，为本实用新型实施例提供的另一种ttl电平信号采集电路的结构示意图，在一种可能的实施方式中，所述稳压单元15包括一个稳压二极管16；
93.所述稳压二极管16的负极与所述第一电阻10的第一端电连接；
94.所述稳压二极管16的正极与所述下拉电阻7的第二端电连接。
95.示例性的，稳压二极管16可以为5.6v稳压二极管。
96.在一种可能的实施方式中，所述第一电阻10的阻值与所述上拉电阻4的阻值的比值为1:2.51，所述第一电阻10的阻值与所述下拉电阻7的阻值的比值为1:2.51。
97.示例性的，第一电阻10的阻值为20k欧姆，上拉电阻4的阻值为51k欧姆，下拉电阻7的阻值为51k欧姆。
98.在一种可能的实施方式中，所述第二电阻12的阻值为100k欧姆。
99.在一种可能的实施方式中，所述滤波电容14的容值为100nf。
100.本实用新型提供的一种ttl电平信号采集电路，能够区分ttl电平信号输入端输入了ttl高电平信号、ttl低电平信号还是未输入信号(即处于悬空状态)。
101.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。