数字输入复用电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种数字输入复用电路，包括：数字信号状态检测单元，用于通过与高电平阈值以及低电平阈值进行比较，检测出有效状态的数字信号，所述数字信号的电平小于所述低电平阈值或者大于所述高电平阈值时其为有效状态；信号调理单元，用于将有效状态的数字信号的电平调理成低电平数字信号；所述数字信号状态检测单元与所述信号调理单元连接。本实用新型专利技术结构简单、成本低，可兼容高有效和低有效的数字信号，此外，能够方便的设定输入数字信号的判定阈值，范围宽、边界设定准确。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于汽车电子
，尤其涉及一种数字输入复用电路。
技术介绍
目前，具有输入输出功能的控制器，尤其是汽车仪表、工程机械控制设备和工厂自动化产品在电子产品中具有较大比例。其中，输入信号通常由各类传感器提供，通过这些传感器，控制器可以感知外部环境状态，并由此作出判断输出。输入信号主要分为数字量信号和模拟量信号，而数字量信号根据触发条件的不同，可分为高有效信号和低有效信号。在实际使用过程中，仪表或者控制器通常会对应不同的控制对象，导致外部数字输入信号具有多样性和不可预知性，比如同一控制器有的应用对象的数字信号输出是低有效，而有的会是高有效，这些会导致输入端口定义不确定，或者在应用过程中，由于外部输入变更导致原来设计不满足要求等。故有必要提供一种可兼容高有效以及低有效数字信号的数字输入复用电路。
技术实现思路
基于此，针对上述技术问题，提供一种数字输入复用电路。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种数字输入复用电路，包括：数字信号状态检测单元，用于通过与高电平阈值以及低电平阈值进行比较，检测出有效状态的数字信号，所述数字信号的电平小于所述低电平阈值或者大于所述高电平阈值时其为有效状态；信号调理单元，用于将有效状态的数字信号的电平调理成低电平数字信号；所述数字信号状态检测单元与所述信号调理单元连接。所述数字信号状态检测单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻，所述第一运算放大器以及第二运算放大器的正电源端均与第一电源连接，负电源端均接地，所述第一运算放大器的同相输入端经所述第一电阻接入所述数字信号，其反相输入端与所述第四电阻以及第五电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第一电源连接，所述第五电阻的另一端经所述第六电阻以及第七电阻接地，所述第二电阻一端与所述第五电阻以及第六电阻连接，另一端接入所述数字信号，所述第二运算放大器的同相输入端与所述第六电阻以及第七电阻连接，其反相输入端经所述第三电阻接入所述数字信号；所述信号调理单元包括三极管、第八电阻、第九电阻以及第十电阻，所述第八电阻以及第九电阻的一端分别与所述第一运算放大器以及第二运算放大器的输出端连接，该第八电阻以及第九电阻的另一端均与所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极经所述第十电阻与第二电源连接，其发射级接地。所述高电平阈值满足：所述低电平阈值满足：其中，VIH为高电平阈值，VIL为低电平阈值，V1为第一电源，R4、R5、R6、R7分别为第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻。本技术结构简单、成本低，先通过数字信号状态检测单元检测出有效状态的数字信号，然后通过信号调理单元将该有效状态的数字信号调理成低电平数字信号，无论输入的数字信号是高有效信号还是低有效信号，都能被控制器MCU的低有效端口接收并识别，克服了由于外部输入的数字信号的多样性以及不可预知性而导致控制器MCU无法兼容高有效和低有效的数字信号，此外，能够方便的设定输入数字信号的判定阈值，范围宽、边界设定准确。附图说明下面结合附图和具体实施方式本技术进行详细说明：图1为本技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种数字输入复用电路，包括数字信号状态检测单元11以及信号调理单元12，数字信号状态检测单元11与信号调理单元11连接。数字信号状态检测单元11用于通过与高电平阈值以及低电平阈值进行比较，检测出有效状态的数字信号。其中，数字信号的电平小于低电平阈值(低有效)或者大于高电平阈值(高有效)时，该数字信号的状态为有效状态，而数字信号电平大于低电平阈值且小于高电平阈值时，该数字信号的状态为悬空状态。信号调理单元12用于将有效状态的数字信号的电平调理成低电平数字信号。本技术数字输入复用电路先通过数字信号状态检测单元11检测出有效状态的数字信号，然后通过信号调理单元12将该有效状态的数字信号调理成低电平数字信号，无论输入的数字信号是高有效信号还是低有效信号，都能被控制器MCU的低有效端口接收并识别，克服了由于外部输入的数字信号的多样性以及不可预知性而导致控制器MCU无法兼容高有效和低有效的数字信号，此外，能够方便的设定输入数字信号的判定阈值，范围宽、边界设定准确。具体地，数字信号状态检测单元11包括第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7。第一运算放大器U1A以及第二运算放大器U1B的正电源端均与第一电源V1连接，负电源端均接地，第一运算放大器U1A的同相输入端经第一电阻R1接入数字信号，其反相输入端与第四电阻R4以及第五电阻R5的一端连接，第四电阻R4的另一端与第一电源V1连接，第五电阻R5的另一端经第六电阻R6以及第七电阻R7接地，第一电阻R2一端与第五电阻R5以及第六电阻R6连接，另一端接入数字信号，第二运算放大器U1B的同相输入端与第六电阻R6以及第七电阻R7连接，其反相输入端经第三电阻R3接入数字信号。数字信号状态检测单元11以两个运放为核心，通过对输入的数字信号的电压VIN与预设阈值进行比较，分别输出比较结果。第一电源V1的电压经过第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7的串联分压，产生高电平阈值VIH、低电平阈值VIL以及悬空输入时的参考电平VNO：信号调理单元12包括三极管Q1、第八电阻R8、第九电阻R9以及第十电阻R10。第八电阻R8以及第九电阻R9的一端分别与第一运算放大器U1A以及第二运算放大器U1B的输出端连接，该第八电阻R8以及第九电阻R9的另一端均与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极经第十电阻R10与第二电源V2连接，其发射级接地。输入信号VIN与VIL以及VIH进行比较，如果VIN<VIL，第二运算放大器U1B的输出端输出为高，第一运算放大器U1A的输出端输出为低，则此时三极管Q1饱和导通，输出Vout为低；如果VIN>VIH，第一运算放大器U1A的输出端输出为高，第二运算放大器U1B的输出端输出为低，则此时三极管Q1饱和导通，Vout输出为低；如果输入悬空，VIL＝VNO>VIL且VIL＝VNO<VIH，第二运算放大器U1B的输出端输出为低，第一运算放大器U1A的输出端输出为低，则此时三极管Q1不能够饱和导通，Vout输出为高；如果VIN>VIL且VIN<VIH，第二运算放大器U1B的输出端输出为低，第一运算放大器U1A的输出端输出为低，则此时三极管Q1不能够饱和导通，Vout输出为高。只需将三极管Q1的输出Vout输入至控制器MCU的低有效端口，即可实现高有效和低有效的数字信号的兼容。本技术采用运算放大器进行状态检测以及状态隔离，电路可靠性好。以采用12V第一电源V1、3.3V第二电源V2的系统为例，定义VIH为8V，VIL为2V，即高于8V均被认为高电平，低于2V均被认为低电平。R1＝100k,R2＝10k,R3＝100k,R4＝3.9k,R5＝3k,R6＝3k,R7＝2k,R8＝100k,R9＝100k,R＝10k。第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B均采用LM290本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字输入复用电路，其特征在于，包括：数字信号状态检测单元，用于通过与高电平阈值以及低电平阈值进行比较，检测出有效状态的数字信号，所述数字信号的电平小于所述低电平阈值或者大于所述高电平阈值时其为有效状态；信号调理单元，用于将有效状态的数字信号的电平调理成低电平数字信号；所述数字信号状态检测单元与所述信号调理单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种数字输入复用电路，其特征在于，包括：数字信号状态检测单元，用于通过与高电平阈值以及低电平阈值进行比较，检测出有效状态的数字信号，所述数字信号的电平小于所述低电平阈值或者大于所述高电平阈值时其为有效状态；信号调理单元，用于将有效状态的数字信号的电平调理成低电平数字信号；所述数字信号状态检测单元与所述信号调理单元连接。2.根据权利要求1所述的一种数字输入复用电路，其特征在于，所述数字信号状态检测单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻，所述第一运算放大器以及第二运算放大器的正电源端均与第一电源连接，负电源端均接地，所述第一运算放大器的同相输入端经所述第一电阻接入所述数字信号，其反相输入端与所述第四电阻以及第五电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第一电源连接，所述第五电阻的另一端经所述第六电阻以及第七电阻接地，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建刚，滕鸿州，王成庆，
申请(专利权)人：上海伟世通汽车电子系统有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31