一種基於i/o埠的三態檢測電路的製作方法

2023-09-11 18:58:55

專利名稱：一種基於i/o埠的三態檢測電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種檢測電路，尤其涉及一種基於i/o端ロ的三態檢測電路，屬於電路檢測技術領域。
背景技術：
在電子通信中，以高電平(「I)、低電平(「0」)兩種狀態來表示ニ進位信息。可以利用數字晶片檢測其埠上的電平處於高電平還是低電平狀態，以此來接收並處理這些電平所傳遞的ニ進位碼字信息。如圖I所示，通過接通或者閉合開關KO—K4，數字晶片MCU的端ロ PO — P4上可以實現高電平Vcc或者低電平O。由於MCU的5個端ロ當中每個端ロ可以實現高電平和低電平兩種狀態，因此圖I所示的電路共可以實現25種狀態，也即圖I所示的電路可以並行實現5位的ニ進位碼字的通信。以此類推，在現有技術中如果要實現32位ニ進位碼字的並行通信，則需要電路可以實現232種狀態，在只能進行高、低電平兩種狀態的雙態檢測的情況下，需要數字晶片採用32個端ロ進行並行檢測方能夠實現。 如果我們能夠實現三進位的電子通信，例如假設圖I中數字晶片MCU的端ロ PO—P4當中每個埠上可以實現三種狀態，則圖I的電路就可以實現35種狀態，也即可以並行實現5位三進位碼字的通信。這樣在採用同樣數量的端ロ的情況下，相比ニ進位我們就可以採用三進位來並行傳遞更多的信息。因此，如果我們仍需要傳遞與32位ニ進位碼字相同的信息量，只需要計算232 = 3X，X=21位的三進位碼字即可實現，顯然X=21遠小於32位。然而，相比於檢測高、低電平兩種電路狀態，使數字晶片對埠上的三種電路狀態實現三態檢測將是非常困難的，現有技術中尚沒有真正可行的三態檢測方案，這也使得三進位的電子通信在實踐中難於真正實現。

實用新型內容實現三態檢測是採用三進位電子通信的基礎，為了達到這一目的，本發明提供了一種基於I / 0端ロ的三態檢測電路，其基於普通數字晶片的I/O端ロ即可實現，可以一次性快速完成對I/o端ロ上低電平、高電平以及高阻三種狀態的狀態檢測。本實用新型的一種基於I / 0端ロ的三態檢測電路，其特徵在於，包括主控單元(MCU)、測試電容(C)、第一限流電阻(Rl)和第二限流電阻(R2);所述主控単元(MCU)通過所述測試電容(C)和所述第一、第二限流電阻(Rl、R2)與檢測點(T)相連；所述主控単元(MCU)用輸入/輸出端ロ(I/O)檢測所述檢測點(T)，判斷所述檢測點(T)是否為高電平、低電平或者聞阻ニ種狀態；優先地，所述測試電容(C) ー極通過所述第一限流電阻(Rl)與所述主控単元(MCU)的輸入/輸出端ロ(I/O)連接，且通過所述第二限流電阻(R2)與所述檢測點(T)連接，所述主控単元(MCU)的輸入/輸出端ロ(I/O)串聯所述第一限流電阻(Rl)和第二限流電阻(R2)連接至檢測點(T)，所述測試電容(C)的另外ー極接地。優選地,所述主控單元(MCU)執行三態檢測具體包括通過檢測主控單元(MCU)的輸入/輸出端ロ(I/O)是否為輸入高電平，如果是輸入高電平，則判斷所述檢測點(T)為高電平狀態；如果不是高電平，則通過所述主控単元(MCU)輸入/輸出端ロ( I/O)向所述測試電容(C)及第一、第二限流電阻(R1、R2)輸出高電平，並經過特定的充電延吋，測試電容(C)充電完畢後，檢測所述主控単元(MCU)的輸入/輸出端ロ(I/O)是否為輸入高電平狀態，如果是輸入高電平，則判斷所述檢測點(T)為高阻狀態，否則判斷所述檢測點(T)為低電平狀態。優選地，所述主控単元(MCU)在執行三態檢測之前，通過所述主控單元(MCU)的輸入/輸出端ロ(I/o)輸出低電平使所述測試電容(C)經過第一限流電阻(Rl)放電完畢。優選地，所述主控単元(MCU)檢測輸入/輸出端ロ( I/O)是否輸入高電平之前經過特定的放電延時，使所述測試電容(C)充電完畢。優選地，所述測試電容(C)容值較小，一般小於10PF。優選地，所述第一限流電阻(Rl)阻值遠小於所述第二限流電阻(R2)阻值。本實用新型的三態檢測電路基於主控単元(MCU)的普通I/O端ロ即可以一次性地完成對測試點(T)高電平、低電平、高阻三種狀態的檢測。在三態檢測的基礎上，能夠以高電平、低電平、高阻三種電路狀態來表示三進位的碼元信息，從而將傳統ニ進位電子通信轉化為三進位通信，在相同位數的情況下，可以實現更大信息量的並行傳遞。該實用新型檢測迅速，操作方便，結構簡單，性能可靠，成本低廉，便於集成，能夠從根本上改善現有的ニ進位為基礎的電子通信設備，並且可以應用於加密通信，具有很高的推廣價值。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本發明作進ー步詳細的說明圖I是現有技術中二進位狀態檢測電路的原理圖；圖2是本實用新型實施例基於I/O端ロ的ニ態檢測電路原通圖；圖3是本實用新型實施例的檢測程序流程圖。圖4、圖5、圖6、圖7是本實用新型實施例的檢測原理示意圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明的技術方案，並使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合實施例及實施例附圖對本實用新型作進ー步詳細的說明。如圖2所示，為本實用新型的ー實施例，一種基於I/O端ロ的三態檢測電路原理圖，包括主控單元MCU、測試電容C、第一限流電阻Rl和第二限流電阻R2。所述主控単元MCU通過所述測試電容C和所述第一、第二限流電阻Rl、R2與檢測點T相連；所述測試電容C 一極通過所述限流電阻Rl與所述主控単元MCU的輸入/輸出端ロ I/O連接，且通過所述第二限流電阻R2與所述檢測點T連接，所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O串聯所述第一限流電阻Rl和第二限流電阻R2連接至檢測點T，所述測試電容C的另外ー極接地。所述測試電容C容值較小，一般小於10PF，所述第一限流電阻Rl阻值遠小於第二限流電阻R2阻值。所述測試點T可以處於低電平狀態、高電平狀態及高阻狀態；[0021]主控單元MCU在檢測所述測試點T狀態之前，首先將所述主控單元的輸入/輸出端ロ I/O設置為輸出狀態，輸出低電平，並保持特定的放電延時Tl (如lms)。這ー狀態如圖4所示，由於第一限流電阻Rl阻值遠小於第二限流電阻R2阻值，主控單元的輸入/輸出端ロ I/O保持低電平，使測試電容C上蓄積的電荷沿箭頭方向實現放電，放電時間常數T 1=R1*C，經過所述特定的放電延時Tl (如ImS)之後，所述測出電容C經過所述第一限流電阻Rl放電完畢，此時P點的電位為接近於O。所述主控単元MCU在檢測所述測試點T狀態時，所述主控単元MCU的輸入/輸出端ロ I/O設置為輸入狀態，經過充電延時穩定T2 (如1.5mS)後，檢測所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O是否為輸入高電平，如果是輸入高電平，則說明在充電延時穩定T2時間內，所述測試點T經過第二限流電阻R2對所述測試電容C進行過充電，充電時間常數T 2=R2*C，充電完畢，P點電位由低電平變成高電平，這ー狀態如圖5所示，據此可以推理判 斷出所述檢測點T為高電平狀態；如果不是輸入高電平，則所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O設置為輸出狀態並輸出高電平，所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O經過第一限流電阻Rl向所述測試電容C進行充電，經過特定充電延時T3 (如ImS)後，所述測試電容C充電完畢。這ー狀態如圖6所示，由於所述第一限流電阻Rl阻值遠小於所述第二限流電阻R2阻值，所述主控単元的輸入/輸出端ロ I/O保持高電平，對所述測試電容C沿箭頭方向實現充電，充電時間常數T 3=R1*C，經過所述特定的充電延時穩定T3 (如ImS)之後，所述測出電容C經過所述第一限流電阻Rl充電完畢，此時P點的電位變成高電平。所述測出電容C充電完畢，P點的電位變成高電平後，所述主控単元MCU的輸入/輸出端ロ I/O設置為輸入狀態，經過放電延時穩定T4 (如1.5mS)後，檢測所述主控単元MCU的輸入/輸出端ロ I/O是否為輸入高電平狀態，如果是輸入高電平，則說明在放電延時穩定T4時間內，所述測試電容C的電荷沒有釋放的迴路，其P點電位沒有發生變化，可以判斷出所述檢測點T為高阻狀態(其輸入電阻理論上為無窮大);如果是輸入低電平，則說明放電延時穩定T4時間內，所述測試電容C上的電荷有釋放的迴路，其P點電位由高電平變成低電平，從而可以判斷出所述檢測點T為低電平狀態。這ー過程如圖7所示，在延時穩定T4時間內，只有所述檢測點T為低電平狀態，所述測試電容C上蓄積的電荷才能經過第二限流電阻R2沿箭頭方向實現放電，放電時間常數t4=R2*C，放電完畢，P點的電位為接近於O。這樣就完成所述測試點T的三態檢測。圖3示出了本實用新型實施例的檢測程序流程圖。如圖3所示，檢測開始後，依次執行以下步驟首先，在執行三態檢測之前，所述主控単元MCU的輸入/輸出端ロ I/O設定為輸出狀態並輸出低電平，保持特定的放電延時Tl (如ImS)後，從而使所述測試電容C上蓄積的電荷釋放完畢，使其P點電位降為零狀態；然後將所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O設定為輸入，經過特定的充電延時穩定T2 (如I. 5mS)後，讀取主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O的狀態，如果是輸入高電平，則主控単元MCU可以判斷出檢測的測試點T為高電平狀態；如果是輸入低電平，將所述主控單元(MCU)的輸入/輸出端ロ I/O設定為輸出狀態並輸出高電平，保持特定的充電延時T3 (如ImS)後，將所述測試電容C充電完畢，使其P點電位變成高電平；之後，將所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O重新設為輸入狀態，經過特定的放電延時T4 (如I. 5mS)後，讀取主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O的狀態，如果是輸入高電平，則說明在放電延時穩定T4時間內，由於所述檢測點T為高阻狀態(其輸入電阻理論上為無窮大)，所述測試電容C上蓄積的電荷沒有釋放的迴路，其P點電位沒有發生變化，據此所述主控単元MCU可以判斷出檢測的所述測試點T為高阻狀態；如果是輸入低電平，則說明在延時穩定T4時間內，由於所述檢測點T為低電平狀態，所述測試電容C上蓄積的電荷經過第二限流電阻R2釋放完畢，P點電位變成低電平，據此可以判斷出檢測的所述測試點T為低電平狀態。待所述主控単元MCU判斷出所述測試點T的狀態後即結束三態檢測。本實用新型所涉及的主控單元MCU可以用單片機、DSP等各種具有數字處理能力的數字晶片加以實現，只要數字晶片具有I/O端ロ即可。本實用新型所涉及的測試點T是具有低電平、高電平以及高阻態三種狀態的I/O端ロ，也可以是具有高低電平狀態的其它端ロ。綜上，本實用新型可以一次性地完成對I/O埠上高電平、低電平、高阻的三態檢測，同時，在ニ態檢測的基礎上，能夠以聞電平、低電平、聞阻ニ種電路狀態來表不二進位的碼元信息，從而將傳統ニ進位電子通信轉化為三進位通信，在相同位數的情況下，三進位可 以實現更大信息量的並行傳遞。本實用新型檢測迅速，操作方便，結構簡單，性能可靠，成本低廉，便於集成，能夠從根本上改善現有的ニ進位為基礎的電子通信設備，並且可以應用於加密通信，具有很高的推廣價值。以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
，本實用新型還可以應用在其它控制器和設備當中。本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求所界定的保護範圍為準。
權利要求1.一種基於I / O埠的三態檢測電路，其特徵在於，包括主控單元(MCU)、測試電容(C)、第一限流電阻(Rl)和第二限流電阻(R2);所述主控單元(MCU)通過所述測試電容(C)和所述第一、第二限流電阻(R1、R2)與檢測點(T)相連；所述主控單元(MCU)用輸入/輸出埠(I/O)檢測所述檢測點(T)，判斷所述檢測點(T)是否為高電平、低電平或者高阻三種狀態。
2.根據權利要求I所述的三態檢測電路，其特徵在於，所述測試電容(C)一極通過所述第一限流電阻(Rl)與所述主控單元(MCU)的輸入/輸出埠(I/O)連接，且通過所述第二限流電阻(R2)與所述檢測點(T)連接，所述主控單元(MOT)的輸入/輸出埠(I/O)串聯所述第一限流電阻(Rl)和第二限流電阻(R2)連接至檢測點(T)，所述測試電容(C)的另外一極接地。
3.根據權利要求I所述的三態檢測電路，其特徵在於，所述測試電容(C)容值小於IOPF0
4.根據權利要求I所述的三態檢測電路，其特徵在於，所述第一限流電阻(Rl)阻值遠小於所述第二限流電阻(R2)阻值。
專利摘要本實用新型涉及一種檢測電路，屬於電路檢測技術領域，公開了一種基於I／O埠的三態檢測電路，包括主控單元(MCU)、測試電容(C)、第一限流電阻(R1)和第二限流電阻(R2)。所述主控單元(MCU)通過所述測試電容(C)和所述第一、第二限流電阻(R1、R2)與檢測點(T)相連，所述主控單元(MCU)用輸入/輸出埠(I/O)檢測所述檢測點(T)，判斷所述檢測點(T)是否為高電平、低電平或高阻三種狀態。本實用新型能夠在三態檢測的基礎上以高電平、低電平、高阻三種電路狀態來表示三進位的碼元信息，將傳統二進位電子通信轉化為三進位通信，在相同位數的情況下，可以實現更大信息量的並行傳遞。該電路結構簡單，性能可靠，成本低廉，便於集成，具有很高的推廣價值。
文檔編號G01R31/3177GK202404208SQ20112041494
公開日2012年8月29日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者吳金炳, 周榮, 姚盛, 杜曉斌, 諶清平, 陳力 申請人:蘇州路之遙科技股份有限公司