[发明专利]一种可扩展的多路电压测量方法

说明书

发明名称：一种可扩展的多路电压测量方法，属于电子电路领域。本方法可对电压信号进行测量，由于实际工况的不同，待测电压的数量或多或少，数量上会差别很大，本方法可自动识别待测电压数量的多寡而一并完成测量。将一路基准电压作为无稳态振荡器的电源电压，以无稳态振荡器构成单路电压测量模块，计算无稳态振荡器的占空比，得到单路电压测量模块所测的电压值，无稳态振荡器的输出端连接移位寄存器的并行输入端构成多路电压测量，移位寄存器级联‑构成可扩展的多路电压测量的方法。本方法适用于电池、电池组等系统的电压测量。

技术领域

本发明涉及一种电压测量方法，是指一种多路电压的测量方法，尤其是能够扩展的多路电压的测量方法。

背景技术

一般电压测量系统都会使用模拟/数字转换器（A/D），无论采用专门的A/D转换芯片或是单片机片上的A/D转换模块，受芯片管脚数量的限制，它们能够接入的被测电压的路数都是有限的，而且一旦系统设计完成，被测电压数量的多寡就确定了，很难再改变，即使遇到应用场景类似，但需要测量的电压路数更多时，已有的系统往往无法胜任，需要重新设计系统或增加整套系统的数量来应对，这都导致了时间成本，材料成本，维护成本的加大。

发明内容

本发明的目标是提供一种解决方案，是使待测电压的路数可根据实情弹性变化，而不受芯片管脚数量的限制，系统能自动识别被测电压路数的多少，是一种可扩展的多路电压测量方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种可扩展的多路电压测量方法，包括：基准电压源、M个无稳态振荡器、N个移位寄存器、N个选择开关及单片机（MCU）。所述M个无稳态振荡器中的每个无稳态振荡器包括第一电阻，第二电阻，第三电阻，电容C及时钟芯片TLC555，待测电压Vin经第一电阻接入，而共同构成一路电压测量模块；所述N个移位寄存器中的每个移位寄存器的8个并行输入端与8个无稳态振荡器的输出端相连；第一移位寄存器的串行输入端与单片机GPIO0端口相连，非第一移位寄存器的串行输入端与选择开关相连；每个移位寄存器的输出端与选择开关相连；所有移位寄存器的时钟控制端相连接并与单片机GPIO1端口相连；所有移位寄存器的移位/装载控制端相连接并与单片机GPIO2端口相连；所有选择开关的第3端相连接并与单片机GPIO3端口相连；所有移位寄存器的时钟使能控制端相连接并与电源地相连；构成可测量M路电压的系统。基准电压作为无稳态振荡器的电源电压并连接到MCU的ADC端口。所述移位寄存器芯片为74HC165，所述基准电压由精密电压源芯片TL431产生。其中，M,N为正整数且M= 8*N。

附图说明

图1可扩展的多路电压测量方法的整体结构示意图

图2以无稳态振荡器构成的单路电压测量模块

图3基准电压电路

图4占空比公式

图5理论占空比公式

图6理论占空比与待测电压分析

图7参数符号说明

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

所有参数符号的说明见图7。