[发明专利]一种三态开关信号采集电路及方法

说明书

本发明提供了一种三态开关信号采集电路，包括IN端口、OUT端口、开关S1、开关S2、第一电源、第二电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电容C1。IN端口的一端分别连接开关S1的一端和开关S2的一端，开关S1的另一端连接第一电源，开关S2的另一端接地。本发明实施例提供的三态开关信号采集电路，解决了现有的汽车ECU开关接口电路只能固定识别低有效信号和高有效信号，导致MCU的扩展性差进而造成硬件资源冗余的问题。本发明可以简单、准确识别高边信号输入、悬空、低边信号输入三种状态，解决了悬空、接低、接高三种状态的门槛设计不合理导致的不同开关状态识别困难的问题。

技术领域

本发明实施例涉及汽车ECU开关信号采集领域，尤其涉及一种三态开关信号采集电路及方法。

背景技术

数字开关信号采集电路是汽车ECU硬件上一个重要组成部分，其设计形式对该端口的扩展使用性能密切关联，而ECU硬件上大量采用的该功能电路需处理的开关信号的高低边属性各异。针对ECU不同状态的开关信号采集，第一种方式是将高边开关信号的采集设计为一种默认下拉电路，将低边开关信号的采集设计为一种默认上拉电路，这两类电路只能分别固定识别高有效信号，低有效信号，无法同时识别高边开关信号输入、低边开关信号输入、悬空输入，端口扩展能力较差从而导致ECU该硬件电路复用性差，资源冗余。

针对ECU不同状态的开关信号采集，另一种设计是采用既上拉又下拉的纯电阻网络的方式，不同开关状态时对应不同的分压系数，根据采集得到分压后的电压值以识别不同的开关状态。但这种设计既上拉也下拉的接口方案，如果在该端口有其他ECU同时接入开关采集电路后，该电路本身的分压系数会受到影响，导致电路自身不能工作，同时也会导致别的ECU的开关接口电路无法工作。且这种设计即便在没有别的接口接入影响的情况下，在不同电压下不同开关状态的采样值均不同，且无法保证在足够宽的电压范围内，三种开关状态下的采样值有足够大的差异以便进行区分，采用软件查表的方式会非常复杂。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种三态开关信号采集电路及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种三态开关信号采集电路，包括IN端口、 OUT端口、开关S1、开关S2、第一电源、第二电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电容C1；

IN端口的一端分别连接开关S1的一端和开关S2的一端，所述开关S1 的另一端连接第一电源，所述开关S2的另一端接地；

IN端口的另一端分别连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接第二电源，所述第二电阻的另一端分别连接OUT端口、第三电阻的一端和电容C1的一端，第三电阻的另一端和电容C1的另一端分别接地。

进一步，所述第二电源的电压值是第一电源的电压值的一半。

进一步，第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值关系满足R1R2+R3。

第二方面，本发明实施例提供一种基于第一方面提供的三态开关信号采集电路的三态开关信号采集方法，包括：

设置第二电源的电压值是第一电源的电压值的一半，定义第一电源的电压值为Vbat，则第二电源的电压值为Vbat/2；预先配置各个电阻的阻值以使 R1R2+R3；

将OUT端口接入MCU的AD采样端口；

当AD采样电压值为VL＝0v时，表示低边开关信号输入；

当AD采样电压值为第一电压范围时，表示高边开关信号输入；

当AD采样电压值为第二电压范围时，表示开关悬空。