專利名稱：端口復(fù)用電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種端口復(fù)用電路，特別是關(guān)于一種于儀表設(shè)計(jì)中對(duì)端口進(jìn)行復(fù)
用以達(dá)到檢測與控制信號(hào)目的的端口復(fù)用電路。
背景技術(shù)：
通常在儀表設(shè)計(jì)中，許多信號(hào)都需要MCU來檢測，也有一些報(bào)警燈由MCU來控制。圖1為現(xiàn)有技術(shù)采用MCU來控制報(bào)警燈及檢測輸入電平信號(hào)的簡單電路圖。如圖l所示，SIGNAL—A為電平信號(hào)，需要送MCU檢測電平狀態(tài)，AJN為最送入MCU的信號(hào)。BJ)UT是MCU輸出的電平信號(hào)，通過輸出高低電平，可以控制報(bào)警燈Dl亮或滅。 雖然采用圖1的設(shè)計(jì)方式可以控制報(bào)警燈及檢測輸入電平信號(hào)，但其為通過不同端口來控制報(bào)警燈及檢測輸入電平信號(hào)，而儀表在設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)端口資源不足的情況，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用的方法是擴(kuò)展1/0 口或升級(jí)MCU。這樣做法固然可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求，但卻大大增加了成本，尤其是在只缺少1 2個(gè)端口的情況下，擴(kuò)展1/0或升級(jí)MCU無疑顯得很浪費(fèi)資源。因此，如果能夠通過使用端口復(fù)用的方法，一方面實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求，另一方面降低擴(kuò)展I/O 口或升級(jí)MCU的成本，無疑將大大提高儀表設(shè)計(jì)的效率。[0004] 綜上所述，可知先前技術(shù)中通過擴(kuò)展I/O 口或升級(jí)MCU來解決儀表設(shè)計(jì)中端口資源不足的問題會(huì)存在增加成本且造成資源浪費(fèi)的問題，因此實(shí)有必要提出改進(jìn)的技術(shù)手段，來解決此一問題。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的種種缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種端口復(fù)用電路，以使電平信號(hào)的輸入與控制信號(hào)的輸出共享MCU的一個(gè)1/0端口 ，通過分時(shí)控制該1/O端口作為輸入口或輸出口以達(dá)到端口復(fù)用的目的。 為達(dá)上述及其它目的，本實(shí)用新型提供一種端口復(fù)用電路，包括一MCU、一電平輸入端以及一控制信號(hào)輸出端，該電平輸入端連接至該MCU的一端口以通過該端口輸入電平信號(hào)，該控制信號(hào)輸出端與該端口連接以通過該端口輸出控制信號(hào)，該MCU還包含一分時(shí)控制模塊，用于分時(shí)設(shè)置該端口為輸入口或輸出口 ，以使該MCU能夠通過該端口輸入該電平信號(hào)或輸出該控制信號(hào)。 在該電平輸入端及該電平信號(hào)輸入之間還設(shè)有一過流保護(hù)電路，用于防止輸入該MCU的輸入信號(hào)過大。 該過流保護(hù)電路可以為一過流保護(hù)電阻，或一過流保護(hù)電路與一上拉電阻。[0009] 在該電平輸入端與該過流保護(hù)電路之間還設(shè)有一穩(wěn)壓電路，用于保護(hù)該端口。[0010] 該穩(wěn)壓電路為一穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管陽極接地，陰極連接該過流保護(hù)電路的輸出端。 在該電平輸入端與該穩(wěn)壓電路之間還設(shè)有一隔離電路，用于防止該端口輸出為高電平時(shí)，電流倒灌。[0012] 該隔離電路為一二極管，該二極管陽極連接該穩(wěn)壓電路輸出端，陰極藕接至該電 平輸入端。 該控制信號(hào)輸出端與一驅(qū)動(dòng)電路連接，用于輸出有效的控制信號(hào)。 該驅(qū)動(dòng)電路為一三極管基極偏置電路。 在該三極管基極與發(fā)射極之間，還設(shè)置一 電容，用于平滑尖脈沖信號(hào)。 該端口為1/0端口，且該1/0端口具有推挽輸出功能。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型端口復(fù)用電路通過將輸入與輸出連接至MCU的一個(gè) I/O端口 ，并通過MCU的分時(shí)控制模塊分時(shí)設(shè)置I/O端口的工作狀態(tài)，將該I/O端口分時(shí)設(shè) 置為輸入口或輸出口 ，達(dá)到了輸入輸出復(fù)用一個(gè)I/O端口的目的，實(shí)現(xiàn)了通過一個(gè)端口既 可以控制報(bào)警燈又可以檢測輸入電平信號(hào)的目的，解決了現(xiàn)有技術(shù)中輸入輸出必須使用兩 個(gè)端口以致浪費(fèi)資源的問題，并且可以降低擴(kuò)展1/0端口或升級(jí)MCU的成本，增加了效率。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中MCU控制儀表信號(hào)輸入、輸出電路示意圖； 圖2是本實(shí)用新型端口復(fù)用電路的簡單電路圖； 圖3是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的端口復(fù)用電路的電路圖； 圖4是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的控制時(shí)序圖； 圖5是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的脈沖削弱示意圖1 ; 圖6是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的脈沖削弱示意圖2。
具體實(shí)施方式以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型亦可 通過其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng) 用，在不背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。 圖2為本實(shí)用新型一種端口復(fù)用電路的簡單電路圖，該端口復(fù)用電路包括電平輸 入端AJN、控制信號(hào)輸出端B_OUT以及一 MCU，其中該電平輸入端A_IN與該控制信號(hào)輸出 端B_OUT均連接至該MCU之一端口 ，該端口為一 I/O端口 。同時(shí)，該MCU還包含有一分時(shí)控 制模塊10，用于分時(shí)設(shè)置該I/O端口為輸入口或輸出口 ，例如，當(dāng)該分時(shí)控制模塊10設(shè)置 該I/O端口為輸入口時(shí)，該MCU可以透過該I/O端口接收該電平輸入端A_IN輸入的信號(hào)， 而當(dāng)該分時(shí)控制模塊10設(shè)置該I/O端口為輸出口時(shí)，該MCU可以透過該I/O端口向該控制 信號(hào)輸出端B_OUT輸出控制信號(hào)。 圖3為本實(shí)用新型一種端口復(fù)用電路之一較佳實(shí)施例之電路圖。在圖3中， SIGNAL_A為一 電平信號(hào)，需要送入一 MCU檢測電平狀態(tài)，A_IN為電平輸入端，電平信號(hào) SIGNAL_A最終通過該電平輸入端A_IN送入該MCU。 B_OUT為控制信號(hào)輸出端，MCU通過該 控制信號(hào)輸出端BJ)UT輸出高低電平的控制信號(hào)，用來控制報(bào)警燈D1的亮或滅。在本較佳 實(shí)施例中，為了減少對(duì)MCU端口的使用，該電平輸入端A_IN與該控制信號(hào)輸出端B_OUT共 同連接至一個(gè)該MCU的一個(gè)I/O端口 ，也就是說，該電平輸入端A_IN與該控制信號(hào)輸出端 B_OUT共享該MCU的一個(gè)I/O端口 。同樣，該MCU中包含一分時(shí)控制模塊10，當(dāng)通過該MCU的分時(shí)控制模塊10設(shè)置為輸入口時(shí)，該MCU可以透過該I/O端口以及該電平輸入端A_IN 檢測SIGNAL_A信號(hào)，當(dāng)該I/O端口被設(shè)置為輸出口時(shí)，則該MCU可以透過該I/O端口及該 控制信號(hào)輸出端B_OUT輸出控制信號(hào)以控制報(bào)警燈Dl。需要說明的是，本較佳實(shí)施例中要 求該1/0端口具有推挽輸出功能。 在本較佳實(shí)施例中，為防止電平信號(hào)SIGAL—A輸入的信號(hào)過大，在電平信號(hào) SIGAL_A與電平輸入端A—IN之間設(shè)置一過流保護(hù)電路101，該過流保護(hù)電路101具體可以 為一過流保護(hù)電阻R2，其將該電平信號(hào)SIGAL_A通過一該過流保護(hù)電阻R2后再進(jìn)入該電 平輸入端A—IN，也可以為一上拉電阻R1與一過流保護(hù)電阻R2共同組成的電路，其將該電 平信號(hào)SIGAL_A經(jīng)一上拉電阻Rl后再通過該過流保護(hù)電阻R2進(jìn)入該電平輸入端A_IN，另 外，還可以增加一電容C1，其一端接地，另一端藕接該過流保護(hù)電阻R2，但本實(shí)用新型不以 此為限。另外為保護(hù)該I/O端口 ，在該電平信號(hào)SIGNA_A輸入至該電平輸入端A_IN之前還 設(shè)有一穩(wěn)壓電路102，具體可以為一穩(wěn)壓二極管D3，較佳的，該穩(wěn)壓二極管D3為5. IV的穩(wěn) 壓管，其陽極接地，陰極連接該過流保護(hù)電路101的輸出端。較佳的，本實(shí)用新型實(shí)施例在 電平信號(hào)SIGAL—A經(jīng)過流保護(hù)電路101和穩(wěn)壓電路102后，在輸入至該電平輸入端A—IN之 前，還設(shè)有一隔離電路103，以防止該1/0端口輸出高電平時(shí)，電流倒灌，影響到SIGNAL_A， 具體該隔離電路可以為一二極管D2，即在該電平輸入端A_IN與該穩(wěn)壓電路102之間藕接 一二極管D2，該二極管D2陽極連接該穩(wěn)壓電路輸出端，陰極藕接至該電平輸入端A_IN，與 該I/0端口相接。 在本較佳實(shí)施例中，控制信號(hào)輸出端B_0UT通過驅(qū)動(dòng)電路104與報(bào)警燈Dl之陰極 連接，該驅(qū)動(dòng)電路具體可以為一三極管基極偏置電路，其包含三極管Q1以及對(duì)其進(jìn)行基極 偏置的電阻R4及R5，電阻R4連接于控制信號(hào)輸出端B_0UT及三極管Ql基極之間，電阻R5 連接于三極管Ql基極與發(fā)射極之間，較佳的，為平滑尖脈沖信號(hào)，在三極管Ql基極與發(fā)射 極之間，還可設(shè)置一電容C2，其具體作用容后再詳細(xì)說明。 承前所述，本實(shí)用新型需通過MCU中的分時(shí)控制模塊10對(duì)共享的1/0端口進(jìn)行分 時(shí)設(shè)置來實(shí)現(xiàn)端口復(fù)用，在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中，控制時(shí)序如圖3所示，在tl時(shí)間內(nèi)設(shè) 置該1/0端口為輸出口 ，輸出控制報(bào)警燈Dl，在t2時(shí)間內(nèi)設(shè)置該1/0端口為輸入口 ，檢測電 平信號(hào)SIGNAL_A的電平狀態(tài)。tl+t2為一個(gè)周期，通過分時(shí)控制模塊10循環(huán)控制即可同時(shí) 實(shí)現(xiàn)信號(hào)檢測和報(bào)警燈的控制功能。 本實(shí)用新型較佳實(shí)施例可根據(jù)儀表實(shí)際工作需要，點(diǎn)亮報(bào)警燈所需要的時(shí)間要遠(yuǎn) 遠(yuǎn)高于電平檢測的時(shí)間。因此tl是ms級(jí)的，t2是us級(jí)的，如圖4所示。 以下通過實(shí)際工作狀況說明本實(shí)用新型較佳實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)輸入與輸出共享一個(gè) 端口的目的，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的實(shí)際工作狀況分4個(gè)狀態(tài) 1.當(dāng)電平輸入端AJN輸人l，報(bào)警燈Dl亮?xí)r，如該I/0端口從輸出口置為輸入口 時(shí)，該電平輸入端A_IN的高電平會(huì)繼續(xù)使三極管Ql打開，保證報(bào)警燈Dl持續(xù)點(diǎn)亮。 2.當(dāng)該電平輸入端AJN輸人0，報(bào)警燈Dl滅時(shí)，如該I/0端口從輸出口置為輸入 口時(shí)，該電平輸入端A_IN的低電平不會(huì)使三極管Ql打開，保證報(bào)警燈Dl持續(xù)熄滅。 3.當(dāng)該電平輸入端A—IN輸人l，報(bào)警燈Dl滅時(shí)，如該I/0端口從輸出口置為輸入 口時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，該電平輸入端AJN的高電平會(huì)使三極管Q1打開，這時(shí)報(bào)警燈D1 會(huì)瞬間點(diǎn)亮，由于置輸入口的時(shí)間t2很短，報(bào)警燈Dl不會(huì)充分被點(diǎn)亮。并且此時(shí)電容C2會(huì)先被充電，從而削弱了脈沖信號(hào)，如圖5所示，此時(shí)使得報(bào)警燈D1被點(diǎn)亮的時(shí)間更短，加 上儀表標(biāo)度盤的作用，從表面上將完全看不到報(bào)警燈D1點(diǎn)亮。 4.當(dāng)該電平輸入端AJN輸人0，報(bào)警燈Dl亮?xí)r，如該I/0端口從輸出口置為輸入 口時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，該電平輸入端A_IN的低電平會(huì)使三極管Ql閉合，這時(shí)報(bào)警燈Dl會(huì) 瞬間熄滅，由于置輸入口的時(shí)間t2很短，報(bào)警燈D1不會(huì)充分被熄滅。并且一直處于充電狀 態(tài)的電容C2會(huì)先放電，從而削弱了脈沖信號(hào)，如圖6所示，此時(shí)使得報(bào)警燈Dl熄滅的時(shí)間 更短，加上儀表標(biāo)度盤的作用，從表面上將完全看不到報(bào)警燈Dl熄滅。 根據(jù)上述本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的實(shí)際工作狀況，可見本實(shí)用新型較佳實(shí)施例通 過對(duì)一個(gè)I/0瑞口復(fù)用可實(shí)現(xiàn)控制儀表信號(hào)的檢測和驅(qū)動(dòng)報(bào)警燈的目的。但上述實(shí)施例僅 例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員 均可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本實(shí)用新 型的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求一種端口復(fù)用電路，包括一MCU、一電平輸入端以及一控制信號(hào)輸出端，其特征在于該電平輸入端連接至該MCU的一端口以通過該端口輸入電平信號(hào)，該控制信號(hào)輸出端與該端口連接以通過該端口輸出控制信號(hào)，該MCU還包含一分時(shí)控制模塊，用于分時(shí)設(shè)置該端口為輸入口或輸出口，以使該MCU能夠通過該端口輸入該電平信號(hào)或輸出該控制信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的端口復(fù)用電路，其特征在于，在該電平輸入端及該電平信號(hào)輸 入之間還設(shè)有一過流保護(hù)電路。
3. 如權(quán)利要求2所述的端口復(fù)用電路，其特征在于，該過流保護(hù)電路是一過流保護(hù)電 阻，或是一過流保護(hù)電路與一上拉電阻。
4. 如權(quán)利要求2所述的端口復(fù)用電路，其特征在于，在該電平輸入端與該過流保護(hù)電 路之間還設(shè)有一穩(wěn)壓電路。
5. 如權(quán)利要求4所述的端口復(fù)用電路，其特征在于，該穩(wěn)壓電路為一穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn) 壓二極管陽極接地，陰極連接該過流保護(hù)電路的輸出端。
6. 如權(quán)利要求4所述的端口復(fù)用電路，其特征在于，在該電平輸入端與該穩(wěn)壓電路之 間還設(shè)有一隔離電路。
7. 如權(quán)利要求6所述的端口復(fù)用電路，其特征在于，該隔離電路為一二極管，該二極管 陽極連接該穩(wěn)壓電路輸出端，陰極藕接至該電平輸入端。
8. 如權(quán)利要求6所述的端口復(fù)用電路，其特征在于，該控制信號(hào)輸出端與一驅(qū)動(dòng)電路 連接。
9. 如權(quán)利要求8所述的端口復(fù)用電路，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)電路為一三極管基極偏置 電路。
10. 如權(quán)利要求9所述的端口復(fù)用電路，其特征在于，在該三極管基極與發(fā)射極之間還 設(shè)置一電容。
11. 如權(quán)利要求1所述的端口復(fù)用電路，其特征在于，該端口為I/O端口 。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種端口復(fù)用電路，該端口復(fù)用電路包括一MCU、一電平輸入端以及一控制信號(hào)輸出端，該電平輸入端與該控制信號(hào)輸出端均與該MCU的一端口連接，通過該MCU的分時(shí)控制模塊分時(shí)設(shè)置該端口為輸入口或輸出口，可以達(dá)到通過該端口輸入該電平信號(hào)或輸出該控制信號(hào)的目的，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了儀表設(shè)計(jì)中通過一個(gè)端口既可以控制報(bào)警燈又可以檢測輸入電平信號(hào)的目的，減少了資源的浪費(fèi)，并可降低擴(kuò)展端口或升級(jí)MCU的成本。
文檔編號(hào)G06F13/40GK201540566SQ20092021192
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者楊曉東, 楊毅, 范忠良, 陳剛 申請(qǐng)人:上海德科電子儀表有限公司