本发明专利技术涉及获取并处理引擎启动信号以管理车载电源的装置，其包括：ＲＣ耦合式采样电路，用于提取出引擎启动电瓶正极所输出直流电平上的１０ＫＨｚ以下频率噪声分量；基准电路和比较放大及整形电路，两者构成单门限电压比较器电路，将ＲＣ耦合式电路收集到的噪声分量转换成方波信号；以及ＭＣＵ微控制器；该装置在单门限电压比较器电路和ＭＣＵ微控制器之间还联接一个可重复触发单稳态集成电路，用于将方波信号转换成ＴＴＬ电平信号，并将此信号输出到ＭＣＵ微控制器的外部中断输入端。本发明专利技术可实现车载硬盘录像机可靠、安全、稳定的工作以及对车载电瓶有效管理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种信号获取并处理的装置和方法，尤其是涉及获取并处理汽车引擎启动信 号，将其转变成TTL低电平，计算低电平的时间宽度来判断汽车引擎是否已开启，以此来管 理车载电源的装置和方法。
技术介绍
现有车辆增设车载硬盘录像机，成本较低廉，但安装时取电不方便。因为车载硬盘录像 机对电源的要求具有特殊性，要求电源波动幅度要小、无浪涌，才能保证硬盘稳定工作而不 至于丢失数据或损坏磁道，达到最可靠的工作状态。现实是当汽车引擎启动时，车载电源电 压幅度会出现陡降(电压波动最大)，会大大降低硬盘的使用寿命。更为严重的是如栗车载硬 盘录像机自身电源补偿、滤波做的不好的话会直接或间接毁坏硬盘。而如果进行简易安装， 会更改汽车原装电子线路(强行从汽车钥匙锁取信号)，造成汽车保修不能按保修协议执行。此外，目前车辆改装事业蓬勃发展，有不少新加的车载设备功率较大，如果仅靠车载本 身电瓶则难以保证有效地电力供应(供电时间较短)，这就需要增加备用电瓶。这就牵涉到一 个电瓶充电问题。车载原配电瓶是通过汽车自身发电机进行充电的，而备用电瓶该如何充电 呢？ 一种办法是另外增加汽油或柴油发电机(占用车体空间、增加车身重量、大幅增加成本、 充电时噪声很大)，另外一种办法是通过汽车自身发电机对备用电瓶充电。对于交通巡逻管制 行业而言，后一种办法更适合。而目前市场上的做法是，直接将车载本身电瓶与备用电瓶并 联，这样的做法确实简单，不过缺点很多，主要表现在在汽车引擎不开启的前提下，若备 用电瓶严重溃电将导致车载原配电瓶电量耗光，造成汽车无法启动，更为严重的是因为电瓶 并联后，其电瓶并联后内阻更小，这意味着汽车点火时所产生的瞬间电流会更大。这有可能 因负载过重而在汽车点火时将损坏车载原配发电机。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于实现车载硬盘录像机能够可靠、安全、稳定的工作以 及对车载电瓶可有效管理。本专利技术为实现其目的所采取的技术方案为获取并处理引擎启动信号以管理车载电 源的装置，包括RC耦合式采样电路，用于提取出引擎启动电瓶正极所输出直流电平上的噪声分量； 基准电路和比较放大及整形电路，两者构成单门限电压比较器电路，将RC耦合式电 路收集到的噪声分量转换成方波信号；以及 MCU微控制器；其特征在于所述单门限电压比较器电路和MCU微控制器之间还联接一个可重复触发 单稳态集成电路，用于将方波信号转换成TTL电平信号，并将此信号输出到MCU微控制器 的外部中断输入端。所提取的噪声分量为10KHZ以下频率的噪声分量。所述基准电路的输出电压为2-3V,较佳为2. 5V所述基准电路主要器件采用TL431三端可编程并联稳压二极管；所述比较放大及整形 电路主要器件采用LM358双通用型单电源运算放大器。在于所述可重复触发单稳态集成电路的主要器件为CD4538可重复触发单稳态触发 器，其外围器件电阻和电容构成定时器电路，用于确定单稳态维持时间，其脉宽宽度为 9-9. 4毫秒。所述电阻配制成9-20KQ,所述电容配制成Q. 1-1 niF,电阻较佳的配制为9. 2KD: 电容较佳配制为ljjF。获取并处理引擎启动信号以管理车栽电源的方法，其特征在于包括下述步骤a、 提取引擎启动电瓶正极所输出直流电平上的10KHZ以下频率噪声分量；b、 建立供比较器使用的2. 5V基准电压；b、 将噪声信号整形为幅度大致相同的方波，幅度间接放大为4-5V;c、 将幅度为4-5V的方波转换成TTL低电平；d、 计算TTL低电平的时间宽度判断汽车引擎是否正在工作中；e、 向各负载发送不同的控制信号。本专利技术工作原理当没有噪声分量经过RC耦合式电路时(即此时为静态电流)，耦合电路相当于开路。这时由单电源运算集成^L大器LM358等组成的单门限电压比较器电路，其运放的正相输入端与反相输入端无电流经过，相当于开路，由此知道这两端电压相等，电平均为2. 5V基准电压，此时运放的输出端电压为零。当车载电瓶与负载接通或者汽车引擎启动后，就会有噪声信号叠加至直流电平上，经RC耦合式电路提取出这些噪声信号，进入到运放的反相输入端，导致其电平不再一直与同相输入端相等。当某一时刻反相端电压低于同相端的2. 5V基准电压时，则输出为高电平，反之输出低电平，这样输出就整形为幅度大致相同的方波(幅度间接放大为4-5V左右)。由此具备了用CMOS逻辑电路检测的条件。一般引擎在启动瞬间，由上述电路检测到的方波频率大于110HZ,并且以这样的频率 可保持500毫秒-1秒，甚至更长一些。启动后，频率又恢复至几十到几百HZ不等。可重 复触发的集成单稳态触发器CD4538的外围器件具有实现单稳态下的定时器功能。当单电 源运算集成放大器LM358输入端没有上升沿到来时，其反相输出端则处于高电平之稳态， 而当其输入端收到上升沿到来时，其反相输出即可变为低电平之暂态，这时定时器开始 工作，只要在其定时器之定时的时间范围内，CD4538的正相输入端都有上升沿到来，那 么定时器则重新计时，其反相输出端仍将保持低电平之暂态，这样就行成了一个有效地 低电平，通过微控制器计算低电平的时间宽度就可以判断汽车引擎是否已开启。在引擎 启动后，所采集的方波信号频率在几十到几百HZ范围内波动，经过CD4538后，同样通 过微控制器计算低电平的时间宽度就能判断引擎是否正在工作中。而当汽车引擎关闭后， 由LM358组成的单门限电压比较器电路所采集到的方波信号频率大幅降低， 一般不超过 几十Hz,这样经过CD4538时，由于在其定时器之定时的时间范围内，时常没有接到上升 沿到来，这样，当定时器溢出时，则CD4538之反相输出端则回到稳态输出高电平，低电 平信号持续时间降低，低脉宽较窄，由此微控制器计算低电平的时间宽度就能判断汽车 引擎是否关闭，进而向各负载(用电设备)发送不同的控制信号。如向由车载计算机等 组成的监控录像设备发送汽车引擎启动或关闭信号。又如在判断汽车引擎启动后，接通 车载电瓶与备用电瓶的并联电路，使得备用电瓶也能得到及时的充电，在判断汽车引擎 关闭后，断开车载电瓶与备用电瓶的并联电路，避免若因备用电瓶严重溃电而将车栽原 配电平4立空。本专利技术的有益效果本专利技术可使车载硬盘录像机的电源输入端与车载电瓶直接并联， 使车载硬盘录像机处于最低功耗的工作状态，即其上面的CPU处于睡眠状态，又可取得汽 车引擎启动或关闭信号， 一旦获取到汽车引擎开启信号，车载硬盘录像机会再延迟几秒钟 后(避开车载电源电压波动最大时期后)自动开启运行，使硬盘录像机正常工作。当车载 硬盘录像机检测到汽车引擎关闭信号，它会先通过软件进行注销、保存数据，之后才将系 统关闭，CPU回到睡眠之最低功耗状态。从而实现车载硬盘录像机能够可靠、安全、稳定 的工作以及对车载电瓶有效管理。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。附图说明图1为RC耦合式采样电路、基准电路和比较放大及整形电路示意图；图2为可重复触发单稳态集成电路示意图3为MCU微控制器电路示意图4为可重复触发单稳态触发器工作波形示意图5为本专利技术与车载电瓶和备用电瓶联接示意框图。具体实施例方式参见图1-3,本专利技术由RC耦合式采样电路1、基准电路2、比较放大及整形电路3、 可重复触发单稳态集成电路4和MCU微控制器电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
获取并处理引擎启动信号以管理车载电源的装置，包括： ＲＣ耦合式采样电路，用于提取出引擎启动电瓶正极所输出直流电平上的噪声分量； 基准电路和比较放大及整形电路，两者构成单门限电压比较器电路，将ＲＣ耦合式电路收集到的噪声分量转换成方波信号；以及 ＭＣＵ微控制器； 其特征在于所述单门限电压比较器电路和ＭＣＵ微控制器之间还联接一个可重复触发单稳态集成电路，用于将方波信号转换成ＴＴＬ电平信号，并将此信号输出到ＭＣＵ微控制器的外部中断输入端。
【技术特征摘要】
1、获取并处理引擎启动信号以管理车载电源的装置，包括RC耦合式采样电路，用于提取出引擎启动电瓶正极所输出直流电平上的噪声分量；基准电路和比较放大及整形电路，两者构成单门限电压比较器电路，将RC耦合式电路收集到的噪声分量转换成方波信号；以及MCU微控制器；其特征在于所述单门限电压比较器电路和MCU微控制器之间还联接一个可重复触发单稳态集成电路，用于将方波信号转换成TTL电平信号，并将此信号输出到MCU微控制器的外部中断输入端。2、 才艮椐权利要求l所述的获取并处理引擎启动信号以管理车载电源的装置，其特征 在于所提取的噪声分量为10KHZ以下频率的噪声分量；3、 才艮椐权利要求l所述的获取并处理引擎启动信号以管理车载电源的装置，其特征 在于所述基准电路的输出电压为2-3V。4、 根椐权利要求3所述的获取并处理引擎启动信号以管理车载电源的装置，其特征 在于所述基准电路的输出电压为2. 5V。5 、根椐权利要求1所述的获取并处理？I擎启动信号以管理车载电源的装置，其特征 在于所述基准电路主要器件采用TL431三端可编程并联稳压二极管；所述比專交放大及整形 电路主要器件采用LM358...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海亮，
申请(专利权)人：安徽科力信息产业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]
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