低功率开关状态检测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于感测开关状态的开关传感器，包括可编程存储器、脉冲发生电路和比较器电路。存储器存储指示检测到的开关状态的状态值。脉冲发生电路向开关的第一端提供脉冲群电压信号，其中该脉冲群电压信号在用于开关状态检测的有效状态与用于节省功率的无效状态之间切换。开关的第二端子通过电阻电路耦合到电源电压节点并可耦合到传感器的输入端子。比较器电路将输入端子的状态与脉冲群电压信号处于有效状态时的状态值进行比较，以提供作其指示的状态变化信号。其指示的状态变化信号。其指示的状态变化信号。

【技术实现步骤摘要】
低功率开关状态检测系统及方法
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求申请日为2020年9月4日、申请序列号为63/074,566的美国临时申请的权益，其全文出于所有意图和目的通过引用归并本文；本申请关联与本申请同日申请的代理人卷号为SLL.0144、名称为“SYSTEM AND METHOD OF DIGITAL CONTINUITY TAMPER DETECTION”的美国非临时申请。


[0003]本专利技术总体上涉及开关状态检测，更具体地涉及一种在检测开关状态的同时降低功率的系统及方法。

技术介绍

[0004]磁簧开关等通常为常开开关，当磁体紧密接近时，这些开关保持在闭合位置。传统的簧片开关状态检测使用上拉或下拉电阻器，从而在开关闭合时产生静态电流消耗。这种静态电流消耗可能很大，并直接影响电池供电的低功率系统中的休眠电流。传感器应用中的电池寿命可能受制于休眠电流，因此过大的休眠电流会随时间推移而缩短电池寿命。

技术实现思路

[0005]根据本公开实施例的用于感测开关状态的开关传感器包括可编程存储器、脉冲发生电路和比较器电路。开关具有第一端子和第二端子，其中开关的第二端子通过电阻电路耦合到电源电压节点，其中电阻电路作为上拉电阻或下拉电阻操作。存储器存储指示检测到的开关状态的状态值。脉冲发生电路在输出端子处提供脉冲群电压信号以耦合到开关的第一端，其中该脉冲群电压信号在用于开关状态检测的有效状态与用于节省功率的无效状态之间切换。开关的第二端子可以耦合到传感器的输入端子。比较器电路将输入端子的状态与脉冲群电压信号处于有效状态时的状态值进行比较，以提供作其指示的状态变化信号。
[0006]在某一实施例中，比较器电路仅当脉冲群电压信号处于有效状态时上电。比较器电路可以包括布尔逻辑异或门，其具有接收状态值的第一输入端，具有接收指示输入端子的信号的第二输入端并具有提供状态变化信号的输出端。
[0007]比较器电路可以包括缓冲器电路，其用于缓冲输入端子并具有提供缓冲信号的输出端；以及布尔逻辑异或门，其具有接收状态值的第一输入端，具有接收缓冲信号的第二输入端并具有提供状态变化信号的输出端。在某一实施例中，缓冲器电路和异或门各自具有接收脉冲群电压信号的使能输入端，其中比较器电路仅当脉冲群电压信号处于有效状态时上电。
[0008]比较器电路可以包括：比较器，其具有耦合到输入端子的第一输入端，具有接收参考电压的第二输入端并具有提供感测信号的输出端；以及布尔逻辑异或门，其具有接收感测信号的第一输入端，具有接收状态值的第二输入端并具有提供状态变化信号的输出端。
在某一实施例中，比较器和异或门各自具有接收脉冲群电压信号的使能输入端，其中比较器电路仅当脉冲群电压信号处于有效状态时上电。
[0009]所述开关传感器可以包括处理电路，其在感测指示检测到的开关状态的输入端子状态的同时对输出端子施加有效电压电平，并且在施加有效电压电平的同时基于该输入端子状态对可编程存储器的状态值进行编程。
[0010]脉冲发生电路可以在每个周期期间使脉冲群电压信号保持有效状态仅长达足以确保检测到开关的状态变化，并可以在每个周期期间使脉冲群电压信号保持无效状态以使功耗最小化。
[0011]所述开关传感器可以包括：中断电路，其在提供状态变化信号时提供中断；以及处理电路，其休眠模式响应于中断而唤醒以通信开关的状态变化并重新编程状态值。
[0012]根据某一实施例的感测开关状态的方法包括：用指示检测到的开关状态的状态值对存储器进行编程；向开关的第一端提供脉冲群电压信号，其中该脉冲群电压信号在用于开关状态检测的有效状态与用于节省功率的无效状态之间切换；以及将通过电阻电路耦合到电源电压节点的开关的第二端子的状态与状态值进行比较，并提供作其指示的状态变化信号。
[0013]所述方法可以包括：仅当脉冲群电压信号处于有效状态时给比较器电路上电。所述方法可以包括：确定开关的第二端子与状态值之间的布尔异或逻辑状态以提供状态变化信号。
[0014]所述方法可以包括：缓冲输入端子并提供缓冲信号；以及确定缓冲信号与状态值之间的布尔异或逻辑状态以提供状态变化信号。所述方法可以包括：仅当脉冲群电压信号处于有效状态时给比较器电路上电。
[0015]所述方法可以包括：将开关的第二端子的状态与状态值进行比较，并提供指示开关状态的状态信号；以及确定开关的第二端子与状态信号之间的布尔异或逻辑状态以提供状态变化信号。所述方法可以包括：仅当脉冲群电压信号处于有效状态时给比较器电路上电。
[0016]所述方法可以包括：在感测指示开关当前状态的开关的第二端子状态的同时，对开关的第一端子施加有效电压电平；以及在施加有效电压电平的同时，基于开关的第二端子状态对存储器进行编程。
[0017]所述方法可以包括：在每个周期期间使脉冲群电压信号保持有效状态仅长达足以确保检测到开关的状态变化；以及在每个周期期间使脉冲群电压信号保持无效状态达开关状态检测的最大允许延迟。所述方法可以包括：断言脉冲群电压信号为有效状态的高电压电平，以及断言脉冲群电压信号为无效状态的低电压电平，或反之亦然。所述方法可以包括：当提供状态变化信号时提供中断，并响应于提供中断而通信开关的状态变化且重新编程状态值。
附图说明
[0018]本专利技术结合附图举例说明而不受附图限制，其中相似的附图标记表示相似的元素。图中元素的目的是简明清楚，而不必按比例绘制。
[0019]图1是包括根据本公开某一实施例实施的用于检测开关状态的开关传感器的传感
器系统的简化框图。
[0020]图2是示出根据本公开某一实施例配置的图1所示开关传感器将开关感测信号发展为脉冲群电压信号情况下的操作的简化时序图。
[0021]图3是根据本公开某一实施例配置的脉冲群电压信号的简化时序图。
[0022]图4是根据本公开某一实施例实施的开关传感器的细节框图。
[0023]图5是示出根据本公开某一实施例的图4所示开关传感器的操作的时序图。
[0024]图6是示出根据本公开某一实施例的图4所示开关传感器的操作的流程图。
[0025]图7是根据本公开某一数字实施例实施的开关传感器的部分简化框图。
[0026]图8是根据本公开某一替代实施例实施的开关传感器的部分简化框图。
具体实施方式
[0027]图1是包括根据本公开某一实施例实施的用于检测开关102状态的开关传感器106的传感器系统100的简化框图。开关102可以呈用于检测磁体104的相对接近度的簧片开关的形式。在某一实施例中，开关102可以呈由磁场操作的双端单刀单掷(SPTS)开关的形式。在某一实施例中，当磁体104移离开关102时，开关102常开，而当磁体104邻近开关102时，开关102闭合。开关102具有耦合到开关传感器106的相应端子的一对端子T1和T2。开关传感器106检测开关102的状态和/或状态变化并经由有线或无线通信与中央控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种感测具有第一端子和第二端子的开关的状态的开关传感器，其中，所述开关的第二端子通过电阻电路耦合到电源电压节点，所述开关传感器包括：可编程存储器，其存储指示检测到的开关状态的状态值；脉冲发生电路，其在输出端子处提供脉冲群电压信号以耦合到所述开关的第一端，其中，所述脉冲群电压信号在用于开关状态检测的有效状态与用于节省功率的无效状态之间切换；输入端子，其用于耦接至所述开关的第二端子；以及比较器电路，其将所述输入端子的状态与所述脉冲群电压信号处于所述有效状态时的状态值进行比较，以提供作其指示的状态变化信号。2.根据权利要求1所述的开关传感器，其中，所述比较器电路仅当所述脉冲群电压信号处于所述有效状态时上电。3.根据权利要求1所述的开关传感器，其中，所述比较器电路包括布尔逻辑异或门，其具有接收所述状态值的第一输入端，具有接收指示所述输入端子的信号的第二输入端并具有提供所述状态变化信号的输出端。4.根据权利要求1所述的开关传感器，其中，所述比较器电路包括：缓冲器电路，其具有耦合到所述输入端子的输入端并具有提供缓冲信号的输出端；以及布尔逻辑异或门，其具有接收所述状态值的第一输入端，具有接收所述缓冲信号的第二输入端并具有提供所述状态变化信号的输出端。5.根据权利要求4所述的开关传感器，其中，所述缓冲器电路和所述异或门各自具有接收所述脉冲群电压信号的使能输入端，其中所述比较器电路仅当所述脉冲群电压信号处于所述有效状态时上电。6.根据权利要求1所述的开关传感器，其中，所述比较器电路包括：比较器，其具有耦合到所述输入端子的第一输入端，具有接收参考电压的第二输入端并具有提供感测信号的输出端；以及布尔逻辑异或门，其具有接收所述感测信号的第一输入端，具有接收所述状态值的第二输入端并具有提供所述状态变化信号的输出端。7.根据权利要求6所述的开关传感器，其中，所述比较器和所述异或门各自具有接收所述脉冲群电压信号的使能输入端，其中所述比较器电路仅当所述脉冲群电压信号处于所述有效状态时上电。8.根据权利要求1所述的开关传感器，进一步包括处理电路，其在感测指示检测到的开关状态的输入端子的状态的同时对所述输出端子施加有效电压电平，并在施加所述有效电压电平的同时基于所述输入端子的状态对所述可编程存储器的状态值进行编程。9.根据权利要求1所述的开关传感器，其中，所述脉冲发生电路在每个周期期间使所述脉冲群电压信号保持有效状态长达足以确保检测到所述开关的状态变化，且其中，所述脉冲发生电路在每个周期期间使所述脉冲群...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：芯科实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：