一种包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路的制作方法

本技术涉及开关信号采集领域，具体涉及多路三态开关信号采集电路。

背景技术：

1、开关在生活中和系统中的应用十分广泛，常见的有按键开关、点触开关、单刀双掷开关等，按键开关和点触开关只有两种状态可通过普通数字量口采集，但单刀双掷开关存在三种状态，即：高电平、低电平、浮空。普通数字量口只能采集高电平和低电平两种状态，采集三种状态则需要增加数字量口。

2、使用两个数字量口采集一路信号比较浪费资源，于是有了使用模拟量口采集三态信号的电路，但是多路三态开关信号采集时，全部使用模拟量口会使单片机模拟量资源浪费甚至无法满足需求。

3、因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路，使用模拟量采集口采集公共端状态信号，使用数字量采集口采集独立端状态信号，并对信号进行逻辑编码实现多路三态开关信号状态检测。具体方案如下：

2、一种包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路，包括公共端三态开关信号采集电路、独立端三态开关信号采集电路，三态开关信号采集电路均由电阻、电容和三态开关组成，其中：公共端三态开关信号采集电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4和第一电容c1，第二电阻r2的第一端连接三态开关sw1的第3端，第二端与第一电阻r1的第二端、第三电阻r3的第一端、第四电阻r4的第一端连接，第一电阻r1的第一端与单片机电源vcc2连接，第四电阻r4的第二端与单片机地连接，第三电阻r3的第二端与第一电容c1的第一端、单片机信号采集接口ad_in1连接，第一电容c1的第二端与单片机地连接，三态开关sw1的第1端连接到输入系统地，第2端连接到输入系统电源vcc1；独立端三态开关信号采集电路包括第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7和第二电容c2，第五电阻r5的第一端连接到三态开关sw2第3端，第二端与第六电阻r6的第一端、第七电阻r7的第一端连接，第六电阻r6的第二端与第二电容c2的第一端、单片机信号采集接口io_in1连接，第七电阻r7的第二端与单片机地连接，三态开关sw2的第1端连接到输入系统地，第2端连接到输入系统电源vcc1。

3、进一步地，所述公共端三态开关信号采集电路为模拟量信号采集电路，所述独立端三态开关信号采集电路为数字量信号采集电路。

4、进一步地，所述公共端三态开关信号采集电路的第一电阻r1和第四电阻r4阻值相等，在三态开关sw1输入为浮空状态时，单片机能检测到单片机电源vcc2一半的电压，作为区别于高电平、低电平的第三种状态。

5、进一步地，所述公共端三态开关信号采集电路的第二电阻r2和第四电阻r4构成分压电路，输入系统电源电压vcc1大于单片机电源电压vcc2时，在三态开关sw1接到输入系统电源vcc1时二者分压后的电压能在单片机接口ad_in1的耐受电压范围内，不会使单片机接口因承受较大电压而损坏。

6、进一步地，所述独立端三态开关信号采集电路的第五电阻r5和第六电阻r6构成分压电路，输入系统电源电压vcc1大于单片机电源电压vcc2时，在三态开关sw2接到输入系统电源vcc1时二者分压后的电压能在单片机接口io_in1的耐受电压范围内，不会使单片机接口因承受较大电压而损坏。

7、进一步地，所述三态开关信号采集电路的第三电阻r3、第六电阻r6为限流电阻，第一电容c1、第二电容c2为单片机接口滤波电容，对采集到的信号进行滤波，使采集到的信号更稳定，不会出现误采集的情况。

8、进一步地，所述包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路，两种不同类型的采样电路可相互配合对多种开关状态进行编码识别。

9、进一步地，所述多种开关状态进行编码识别是通过检测公共端三态开关信号状态，通过程序在单片机内部对独立端三态开关信号检测接口进行上拉或下拉配置，然后采集与单片机配置相反的电平状态。

10、与现有技术相比，本实用新型提供的多路三态开关信号采集电路，具有以下有益效果：本实用新型在采集多路具有公共端三态开关信号时只使用一个模拟量接口相比于使用多路模拟量接口节省了单片机大量模拟量资源，信号采集电路也不用进行大量更改。

技术特征：

1.一种包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路，其特征在于，所述多路三态开关输入信号采集电路，包括公共端三态开关信号采集电路、独立端三态开关信号采集电路，三态开关信号采集电路均由电阻、电容和三态开关组成，其中：公共端三态开关信号采集电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一电容，第二电阻的第一端连接三态开关的第3端，第二端与第一电阻的第二端、第三电阻的第一端、第四电阻的第一端连接，第一电阻的第一端与单片机电源连接，第四电阻的第二端与单片机地连接，第三电阻的第二端与第一电容的第一端、单片机信号采集接口连接，第一电容的第二端与单片机地连接，三态开关的第1端连接到输入系统地，第2端连接到输入系统电源；独立端三态开关信号采集电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻和第二电容，第五电阻的第一端连接到三态开关第3端，第二端与第六电阻的第一端、第七电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第二电容的第一端、单片机信号采集接口连接，第七电阻的第二端与单片机地连接，三态开关的第1端连接到输入系统地，第2端连接到输入系统电源。

2.根据权利要求1所述的包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路，其特征在于，所述公共端三态开关信号采集电路为模拟量信号采集电路，所述独立端三态开关信号采集电路为数字量信号采集电路。

3.根据权利要求1所述的包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路，其特征在于，公共端三态开关信号采集电路的第一电阻和第四电阻阻值相等，在三态开关输入为浮空状态时，单片机能检测到单片机电源一半的电压，区别于高电平、低电平的第三种状态。

4.根据权利要求1所述的包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路，其特征在于，公共端三态开关信号采集电路的第二电阻和第四电阻构成分压电路，输入系统电源电压大于单片机电压，在三态开关接到输入系统电源时二者分压后的电压能在单片机接口耐受电压范围内。

5.根据权利要求1所述的包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路，其特征在于，独立端三态开关信号采集电路的第五电阻和第六电阻构成分压电路，输入系统电源电压大于单片机电压，在三态开关接到输入系统电源时二者分压后的电压能在单片机接口耐受电压范围内。

6.根据权利要求1所述的包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路，其特征在于，三态开关信号采集电路的第三电阻、第六电阻为限流电阻，第一电容、第二电容为单片机接口滤波电容。

7.根据权利要求1-6任一项所述的包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路，其特征在于，通过检测公共端三态开关信号状态，在单片机内部对独立端三态开关信号检测接口进行上拉或下拉配置，采集与配置相反的电平信号，实现多路三态开关信号的准确采集。

技术总结
本技术公开了一种包含公共端的多路三态开关输入信号采集电路，包括公共端三态开关信号采集电路、独立端三态开关信号采集电路；外部三态开关位置默认在第一固定端和第二固定端之间，第一固定端和第二固定端分别连接不同电压，根据开关活动位置输入不同电压信号；三态开关的公共端信号通过单片机模拟量口采集，独立端信号通过单片机数字量口采集，通过判断公共端输入信号电平范围对独立端信号采集电路在单片机内部上拉或下拉配置，二者相互配合实现多路三态开关信号采集。本技术可用于具有公共端的多路三态开关信号采集电路，使用一路模拟量接口和多路数字量接口，节省单片机模拟量资源，同时信号采集电路也不用大量更改。

技术研发人员：白阳,周俊霖
受保护的技术使用者：北京宏瑞汽车科技股份有限公司
技术研发日：20230829
技术公布日：2024/1/15