[发明专利]一种汽车开关量信号的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于状态检测电路，特别涉及一种汽车开关量信号的检测电路。

背景技术

目前，在汽车上的开关信号检测当中存在有三种状态：高电平(连接到汽车电瓶正极)、低电平(搭铁、接到电瓶负极)、悬空，而有效的状态有两种：高有效和低有效。针对汽车的开关信号检测传统的有几种方案：用光耦隔离转化、二极管隔离转化和AD采集等，而这些传统的方案中只能做到只针对一种有效状态(即一个电路只能单独检测高有效或者低有效)，而且一个CPU的IO只能识别两种状态，无法做到高有效或者低有效同时兼容的方案，其中采用电阻分压，由AD口采集方案可以实现，但是比较占用CPU资源、成本较高。

为此，一篇申请号为201210338759.1的发明专利，公开了一种开关状态检测电路，解决现有单片机使用I/O口不能同时检测低速开关接电源、接地和悬空三种状态的问题。该发明中，时钟发生模块产生周期性触发信号，分别送到方波发生模块和判断模块；方波发生模块产生周期性翻转的高、低电平，送到电平转换电路，电平转换电路进行电平转换后的电信号，送到驱动电路进行电压和电流放大，驱动电路输出通过N个依次串联的第一、第二限流电阻连接N个模数转换模块，N个模数转换模块输出数字量，送到判断模块进行判断。本发明只使用CPU的I/O口，不用A/D口，可以检测出开关的高/低/悬空三种状态。

该专利提出的方案虽然也可以用于汽车开关量信号的检测电路中，但是其提供的检测电路没有有效的措施进行保护，直接由电阻引入CPU的IO口，可能损坏CPU，而且该电路结构复杂，增加成本。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种汽车开关量信号的检测方法，可以同时识别出高电平、低电平和悬空三种状态，实现N+1个IO口就可以识别N路低速开关信号，并且电路对于高、低电平的判断阈值可以单独配置，同时，其实现电路简单，且具有更好的抗干扰、大电压的能力，有效的保护CPU的IO口，从而解决现有技术之不足。

为了解决现有技术之不足，本发明所采用的技术方案是，一种汽车开关量信号的检测方法，包括以下步骤：

步骤1：建立检测电路，该检测电路包括二极管D1、二极管D2、三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电容C1，二极管D1的负端和电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极串联电阻R6，三极管Q2的发射极接地；二极管D1的正端连接电阻R2的一端和二极管D2的正端，电阻R2的另一端连接电源VCC；二极管D2的负端串联电阻R3后连接电容C1的一端、电阻R5的一端和三极管Q1的基极，电容C1的另一端、电阻R5的另一端和三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极串联电阻R1后连接电源VCC；

步骤2：将检测电路接入CPU：二极管D1的负端作为输入端，用以接收汽车的开关量信号INPUT；三极管Q1的集电极连接CPU的IO口，用以向CPU输入TTL电平信号OUTPUT；三极管Q2的基极串联电阻R6后连接CPU的IO口，用以接收CPU的定时扫描信号PULL_DOWN；其中，电阻R6是三极管Q2的限流电阻，通用做法，CPU一般会输出3.3V，如果直接接到三极管Q2会损坏；

步骤3：CPU通过检测电路进行检测，具体检测过程如下：首先由CPU产生定时扫描信号PULL_DOWN来控制输入端的INPUT是否由下拉电阻R4连接到地；CPU对定时扫描信号PULL_DOWN每进行一次高低电平的切换(实现INPUT由电阻R4连接到地的切换)，同时读取一次接收电平信号OUTPUT的IO口的值，然后将两次读取的电平信号OUTPUT进行比较：

如果两次读取的电平信号OUTPUT相同，则判断如下：CPU读到的电平信号OUTPUT为1，则判断开关量信号INPUT为低电平；CPU读到电平信号OUTPUT为0，则判断开关量信号INPUT为高电平；

如果两次读取的电平信号OUTPUT不同，则开关量信号INPUT为悬空状态，当有下拉电阻时，则电平信号OUTPUT为高电平；当无下拉电阻时，则电平信号OUTPUT为低电平。具体的，当有下拉电阻时，相当于将INPUT信号拉低，类似于输入低电平，OUTPUT将输出高电平到CPU；当无下拉电阻时，INPUT将悬空，相当于输入高电平，OUTPUT将输出低电平到CPU。

其中，判断开关量信号INPUT是否悬空状态时，由于当外部信号切换时也会出现两次采集回来的电平不同，因此，需要进行多次(至少三次)的采集判断，以滤除该干扰。